In der Welt der Schiffsantriebe hat sich eine große Vielfalt entwickelt. Zusätzlich zum gewöhnlichen Propellerantrieb in verschiedenen Variationen sind für unterschiedliche Einsatzbereiche Lösungen am Markt verfügbar

Nahezu jedes heute in Fahrt befindliche Binnenschiff verfügt neben dem Hauptantrieb über einen sogenannten Bugstrahler. Dabei gibt es für Bugstrahlanlagen unterschiedliche technische Lösungen. Bekannt und gebräuchlich ist der Einbau eines Bugstrahlers in einem rohrförmigen Tunnel, der in Bugnähe quer zur Schiffsachse eingebaut ist. Hier wird mit einem oder zwei vertikal laufenden Propellern Wasser angesogen und auf der jeweils gewünschten Seite des Schiffes mit erhöhtem Druck ausgestrahlt. Die dadurch bewirkte Seitwärtsbewegung des Schiffsbugs erleichtert das Manövrieren beim An- oder Anlegen, kann aber auch in Fahrt bis zu einer Geschwindigkeit von rund 4kn zur Kurskorrektur eingesetzt werden. Überwiegend trifft man auf diese Lösung bei Seeschiffen.

In der Binnenschifffahrt haben sich horizontal ausgerichtete Bugstrahler durchgesetzt. Als Tunnelbugstrahler, oder Lamellenrost-Lösungen, oder in Kombination miteinander sind sie an der Schiffsunterseite verbaut. Tunnelbugstrahler können bis zu vier Austrittskanäle versorgen und so eine hohe Variabilität in der Wirkung entfalten. Angetrieben werden sie teils elektrisch, teils mit Hydraulik oder auch mit separaten Dieselmotoren. Die Tunnel- und Lamellenrost-Technik erlaubt den Einsatz auch bei Flachwasser-Situationen. Die verbauten Lamellen, die sich meist um 360° drehen lassen, sollen die Aufnahme von größerem Treibgut verhindern und die Propeller schützen.

Zusätzlich zum Bugstrahler sind besonders Fähren und Passagierschiffe, aber auch einige Frachter, mit Heckstrahlern (stern thruster) ausgestattet, was die schiffseigene Manövrierfähigkeit weiter steigert. Eingebaute Querstrahler (Bug- oder Heckstrahler) sind oberhalb der Wasserlinie mit einem stilisierten Propeller gekennzeichnet.

Eine Besonderheit bei den Antrieben stellen Flügelradpropeller oder Zykloidalpropeller dar. Landläufig bekannt sind die von der Firma Voith-Schneider entwickelten Antriebe, die insbesondere bei Einsätzen in flachen Gewässern genutzt werden. Zudem finden sich die Zykloidalpropeller häufig bei Schleppern und Fähren, wo es auf die kraftvolle Kombination von Vortrieb, Richtungswechsel und Drehmoment ankommt. Auch bei schwimmenden Plattformen wird diese Technik eingesetzt, wenn es um die permanente Einhaltung einer bestimmten Position geht.

Ebenfalls eine Kombination zwischen Antrieb und Steuerung ergibt sich bei der Verwendung von Ruderpropellern. Während bei herkömmlichen Antrieben eine Trennung zwischen Antrieb und bedingter Kursgebung besteht, verfügt ein mit Ruderpropellern ausgestattetes Schiff über den vollen Schub für alle Richtungen. Ruderpropeller haben je nach Hersteller die Antriebseinheit entweder im Schiffsrumpf oder, wenn sie als sogenannte Pod-Antriebe konzipiert sind, in einer Gondel unterhalb des Schiffes. Einzelne Hersteller bieten auch Aggregate an, bei denen der Antrieb auf dem Deck montiert werden kann, die so mobil einsetzbar ist. Ruderpropeller werden als Einzelaggregate oder, wenn eine kleinere Propellerlösung nötig ist, als Doppelantriebe gewählt. In Einzelfällen sind Ruderpropeller auch schon in doppelter Auslegung sowohl im Bug- als auch am Heckbereich verbaut worden. Der Vorteil dieser Antriebsform ist ebenfalles eine erhöhte Wendigkeit und schnelle Ansprache bei Lastwechseln.

Im Markt haben sich in den vergangenen Jahrzehnten viele Hersteller mit der Vielfalt der Antriebe beschäftigt. Wir stellen hier eine Übersicht dar, die keinen Anspruch auf Vollständigkeit erheben kann.

Ambtman Marine

Ambtman Marine bietet Kanal-Bugstrahler in Zwei- oder Vierkanallösung und in einem Leistungsbereich zwischen 80 kW und 1.250 kW an. Sie können bis zu 360° geschwenkt werden. Die Ambtman Lamellenrost-Strahler, ebenfalls um 360° steuerbar, liegen im Leistungsbereich zwischen 35 und 600 kW und lassen sich nahtlos, also ohne zusätzliche Kanten im Rumpf, in nahezu jedes Schiff einbauen. Im gleichen Kraftspektrum liegen die Lösungen bei den Tunnelbugstrahlern des Herstellers aus Groningen.

Boterman Techniek

Seit über 45 Jahren liefert die im niederländischen Zwolle ansässige Boterman Techniek Bugschrauben. In Größen zwischen 40cm und 1,50 m erhältlich und um 360° drehbar sind sie vielfältig einsetzbar. Boterman hat bislang rund 600 Installationen in der Referenzliste, vom Arbeitsboot bis hin zum Baggerschiff.

Hydro Armor

Ein auf Hydraulik basierendes Konzept setzt die Hydro Armor in den Mittelpunkt ihrer Flachwasserantriebe und Ruderpropeller. Kippbar, höhenverstellbar oder fest sind die Antriebe des französischen Herstellers, der erst seit einiger Zeit auf dem deutschen Markt agiert. Die wahlweise mit Diesel, Gas oder elektrisch angetriebenen Hydraulikpumpen können auf dem Achterdeck montiert werden. Dabei ist der Aufstellort flexibel. Die Aggregate sind eingehaust und geben ihre Energie an die im Propellergehäuse untergebrachten Hydraulikgetriebe ab. Für die Antriebe gibt es kippbare sowie höhenverstellbare Lösungen. Neben geringeren Wartungskosten und hoher Effizienz sieht Hydro Armor deutlich Stärken im Flachwasserbereich. Die Propelleraufhängungen sind mit einem Scherstift gesichert, der bei Kollision mit einem Hindernis eine Kippwirkung ermöglicht und so weitere Schäden am Antrieb vermeidet. Auch die Reparaturfreundlichkeit bei Schäden am Propeller durch Treibgut oder ähnliches nennt der Hersteller als Vorteil: einfach den Antrieb hochklappen und die Störung beseitigen. Einen weiteren Vorteil nennt der französische Hersteller: Mit einem hydraulischen Powerpack können außer der Schraube auch andere Systeme wie Krane, Winden oder auch Generatoren angetrieben werden.

Hydro Armor führt fest montierte Ruderpropeller in Brunnenmontage, hochklappbare sowie höhenverstellbare Ruderpropeller ebenso wie Bugstrahlruder in herkömmlicher Bauweise, allerdings auch hydraulisch angetrieben. Die Hydro Armor Ruderpropeller und Bugstrahlanlagen bedienen ein breites Spektrum an Leistungen: Das Basic Rudder Propellers Sortiment sowie das Sortiment der einziehbaren Ruder gibt es im Bereich von 66 kW bis 480 kW, die Bugstrahler-Lösungen liegen zwischen 30 und 495 kW.

Jastram

»Mehr als 4.500 installierte Jastram-Thruster in nahezu jeder Ecke der Erde« beschreibt der in Hamburg ansässige Spezialist seine Referenz im Bereich diverser Antriebe. Vom Bugstrahler bis zum Ruderpropeller reicht dessen Angebotspalette. Mit Leistungen zwischen 130 kW bis 450 kW eignen sich die RP 230 (130 – 295 kW) und RP 380 (225 – 450 kW) genannten Produktlinien für eine Vielzahl von Anwendungen. Zur Verbesserung der Hydrodynamik wurde die Formgebung mit Hilfe spezieller EDV optimiert.

Als universell einsetzbare Lösung bietet Jastram das Uniprop genannte Paket. Das aus einer Einheit bestehende Antriebskonzept lässt sich auf dem Deck verbauen. In der schallgedämmten Einheit können beide Typen der Ruderprops eingebaut werden. Ein besonderer Vorteil ist die schnelle Reaktion: innerhalb von nur sechs Sekunden, so heißt es bei Jastram, kann der Propeller um 180° gedreht werden.

Die Azimuth-Gitter-Strahler genannten Lösungen können mit Propellerdurchmessern von 620 mm bis 1.940mm vielseitig Verwendung finden. Eine Reihe von Flusskreuzern ist mit derartigen Lösungen unterwegs.

Kalkman Scheepstechniek

Kalkman Scheepstechniek in Krimpen a. d. Ijssel liefert Bugstrahler und Flachwasserantriebe in nahezu allen Variationen. Von der Tunnelbugschraube (Typ Beta, 2 – 1250 kW) über Gitterrost-Bugstrahler (Typ Gamma, max. 600 kW) und der Mehrkanal-Anlage (Typ Delta, bis zu vier Auslasskanäle, max. 1250 kW) bis zur kombinierten Anlage (Typ Epsilon, max. 750 kW) deckt Kalkman die volle Leistungsbreite ab. Auch in der Antriebsart ist Kalkman flexibel. Angeboten werden E-Antriebe, Hydrauliklösungen und dieselbetriebene Aggregate.

Kräutler Elektromaschinen

Mit Ruderpropellern und Propellergondeln, elektrisch oder mit Dieselantrieb, bedient auch das österreichische Unternehmen Kräutler Elektromaschinen den Markt. Zuletzt konnten die Lösungen von Kräutler bei der Moselfähre »Santa Maria II« überzeugen: Mit vier um 360° drehbaren Ruderpropellern, die mit 100 V Gleichstrom betrieben werden. Jeweils zwei davon werden mit einem Fahrhebel bedient. Die Pods sind dabei höher eingebaut als bei anderen Schiffen, die Propeller sind kleiner gewählt. So tritt bei den Manövern keine Grundberührung auf.

Promac

Tunnelbugstrahler mit Diesel-, Elektro- und Hydraulikantrieb liefert auch die Promac in Zaltbommel in den Niederlanden. Die kundenspezifisch angefertigten Lösungen können auf bis zu 300 kW Leistung ausgelegt werden und sind von den führenden Klassifizierern abgenommen.

Rolls-Royce

Ein breites Angebot in allen hier besprochenen Segmenten hat auch Rolls-Royce. Tunnel-Thruster, Azimuth-Pod-Antriebe und Azimuth-Thruster finden ein umfassendes Einsatzfeld. Für Sonderaufgaben bietet Rolls Royce Lösungen mit Waterjets an. Die Antriebe der Kamewa-Serie versprechen nach Herstellerangaben deutlich weniger Vibrationen und Geräusche bei höheren Geschwindigkeiten. Der Leistungsbereich dieser Antriebe, mit denen bislang vorzugsweise Lotsenboote oder andere Behördenschiffe ausgestattet sind, liegt zwischen 300 kW und 2.000 kW.

Schottel

Antriebe für die Binnenschifffahrt sind ein wichtiger Bestandteil des Portfolios von Schottel. Sie kommen in Europa vor allem auf Fahrgastschiffen, Flusskreuzfahrtschiffen, Doppelendfähren und Arbeitsschiffen zum Einsatz. Eines der jüngsten Projekte ist »Renate«. Ausgestattet mit drei Schottel Pump Jets wird das 50m lange und 10m breite Schiff als erstes diesel-elektrisches Fahrgastschiff mit Schottel Pump Jets auf der deutschen Donau verkehren. Der Hauptantrieb besteht aus zwei Pump Jets Typ SPJ 82 mit einer Leistung von je 361 kW. Zusätzlich wird ein Pump Jet Typ SPJ 57 mit einer Leistung von 180 kW als Querstrahlsteueranlage im Bug integriert.

Der elektrisch angetriebene Schottel Combi Drive, bislang fast ausschließlich in der Seeschifffahrt verwendet, steht als SCD 200 mit 400 kW auch für die Binnenschifffahrt zur Verfügung. Der Elektromotor ist dabei vertikal in das Tragrohr des Ruderpropellers integriert. Der SCD, so das Unternehmen, kombiniere die Vorzüge eines leistungsstarken Antriebs mit einer hydrodynamisch vorteilhaften, schlanken und wartungsfreundlichen Konstruktion.

Für Fähren bevorzugen viele den Schottel Pump Jet (SPJ). Üblicherweise mit jeweils zwei Antrieben im Bug und im Heck sei er besonders für Schiffe geeignet, die im flachen Wasser verkehren. Der SPJ ist ein in kompakter Bauweise gefertigter 360° steuerbarer Spezialantrieb, der in allen Richtungen vollen Schub liefert, bei einer Eintauchtiefe von 150 bis 700mm. Sein Leistungsbereich reicht von 50 bis 3500 kW. Der Pump-Jet verbirgt sich komplett im Schiffsrumpf.

Nach Herstellerangaben fällt bei Fahrgastschiffen oft die Wahl auf zwei Anlagen des Typs Schottel Twin Propeller (STP) im Heck sowie eine Querstrahlanlage (STT) im Bug. Diese ebenfalls 360° steuerbare Antriebseinheit dient als Manövrierhilfe und kann überdies als Hilfsantrieb genutzt werden. Beim STP Twin-Propeller sind zwei Propeller auf einer gemeinsamen Welle angeordnet und drehen in die gleiche Richtung. Der STP optimiere das Gesamtsystem Ruderpropeller, so Schottel, mit einem wesentlich höheren Wirkungsgrad und sei der ideale Antrieb für Schiffe im mittleren Geschwindigkeitsbereich mit einsatzspezifisch höheren Propellerbelastungen.

Mit dem Schottel Navigator (NAV) bietet der Hersteller aus Spay eine kompakte Antriebseinheit. Im Prinzip ist der NAV eine Adaption des Schottel Ruderpropellers (SRP) mit einem Motoraggregat: Der um 360° steuerbare Ruderpropeller der mobilen Außenbordanlage verleihe dem Schiff hervorragende Manövrierfähigkeit, so der Hersteller. Ein Grundrahmen, der neben den Hauptelementen auch den Tagestank beinhaltet, dient zur Aufnahme des Ruderpropellers und des Antriebsmotors mit Anbauteilen sowie der Navigatorhaube. Als Antrieb kommt ein Dieselmotor zum Einsatz. Die Tiefgangverstellung in vertikale Richtung erfolgt hydraulisch, um so die richtige Propellertauchung entsprechend dem Tiefgang zum Erreichen des maximalen Propellerschubes zu gewährleisten. Der Propeller ist zur Verhinderung von Lufteinbruch entweder mit einer Abströmplatte oder mit Düse ausgestattet. Es lassen sich Antriebsleistungen zwischen 190 kW (mit Propellerdurchmesser 0,80m) und 770 kW (mit bis zu 1,75m großem Propeller) realisieren.

Neben Verstellpropellern im Leistungsspektrum zwischen 600 und 30.000 kW liefert Schottel auch Querstrahlanlagen als Manövrierhilfen für alle Schiffstypen. Dem Bestreben nach Kraftstoffeinsparungen trägt Schottel mit dem EcoPeller Rechnung. Mit einem effizienten Gesamtwirkungsgrad und verlässlicher Kursstabilität senkt er dem Hersteller zufolge die Betriebskosten und reduziert Emissionen. Der Elektromotor ist platzsparend vertikal in das Tragrohr des EcoPellers integriert. Somit entfällt das obere der beiden Umlenkgetriebe zzgl. notwendiger Wellenleitungen.

Seit fünf Jahren hat der Antriebsspezialist auch den Rim Thruster (SRT) im Angebot. Der Leistungsbereich des wellenlosen Antriebs liegt zwischen 200 – 800 kW. Das elektrisch angetriebene System arbeitet ohne Getriebe, der Stator des Elektromotors befindet sich im äußeren Teil des Tunnels. Auf der Innenseite des Rotors sind die Propellerflügel befestigt. Das Ergebnis ist ein raumsparender und gewichtsreduzierter Antrieb, der die elektrische Energie direkt und ohne Transmissionsverluste und Geräuschemission durch Getriebe in Propulsion umsetzt. Das optimierte hydrodynamische Design mit den außen liegenden Propellerflügeln führt zudem zu einer starken Reduzierung von Kavitationserscheinungen.

Verhaar Omega

Produkte von Verhaar Omega aus den Niederlanden sind bei vielen Werften fest abonniert. Ob als Bugstrahler in vielfältiger Ausprägung, als Lamellen-Strahler, als Gondellösung finden sich die Verhaar-Erzeugnisse in vielen Binnenschiffen. V-Pod-Lösungen werden in der Seeschifffahrt sowie bei Schleppern bevorzugt. Die Lamellen-Strahler, die für die Schraube und die Richtungsvorgabe zwei getrennte Antriebe aufweisen, sind nicht allein als Manövriermittel geeignet, sie verleihen den Schiffen auch eine Möglichkeit zum Notantrieb. Mit einem Leistungsbereich zwischen 50 und 662 kW finden sich derartige Antriebe auch in vielen Flusskreuzern.

Veth Propulsion

Aus dem niederländischen Papendrecht beliefert Veth Propulsion die Branche mit einem breiten Spektrum an Antrieben, die auf unterschiedliche Bedürfnisse eingehen. Eine der neuesten Entwicklungen des Hauses ist der integrierte L-Drive, der auf der letztjährigen Europort-Messe in Rotterdam vorgestellt wurde. Die komplette Neuentwicklung hat mit dem im Thruster selbst verbauten Elektromotor eine äußerst geringe Aufbauhöhe von nur 41 cm. Der Leistungsbereich wird zwischen 300 kW und 2.350 kW liegen. Anstelle des bisher verwendeten Asynchron-Motoren haben die Veth-Ingenieure einen Motor mit Permanentmagneten ausgewählt. Die Propeller der neuen Linie von Veth stammen übrigens vom deutschen Spezialisten Promarin.

Voith

Der Name Voith, speziell der Begriff Voith Schneider, steht als Synonym für einen ganz besonderen Antrieb. Die VSP (Voith Schneider Propeller) genannte Lösung wird als »einfach« beschrieben: Auf einer kreisförmigen Scheibe am Schiffsboden sind senkrecht bewegliche und steuerbare Flügelblätter angebracht – je nach Typ zwischen vier und sechs. Rotiert die Scheibe, wird Schub erzeugt. Die Drehzahl der Scheibe bestimmt dessen Kraft, die Stellung der Flügel seine Richtung. Dieses seit 90 Jahren in verschiedensten Anwendungen bewährte System ist beispielsweise bei Hafenschleppern, Fähren, Yachten oder Offshore-Versorgungsschiffen die Lösung erster Wahl. Durch seine Bauweise erzeugt der Voith Schneider Propeller Schub in jede beliebige Richtung. Er ist Antrieb und Steuerung in einem. Dank kurzer Reaktionszeiten auf Steuerbefehle ermöglicht der VSP zudem auch unter widrigen Bedingungen schnelles, sicheres und präzises Manövrieren. Überall dort, wo präzises Manövrieren und Positionieren auch unter schwierigen Bedingungen gefragt ist, findet sich ein VSP-Antrieb.

Daneben ist der Voith Radial Propeller (VRP) Teil des Antrieb-Portfolios. Er arbeitet beispielsweise in der »Castoro Sei«, einem 152m langen Arbeitsschiff zum Verlegen von Pipelines. Voith Inline Thruster (VIT) und Voith Inline Propulsor (VIP) sind Propellerkonzepte, die als Strahlruder oder als Antrieb genutzt werden. Sie sind achslos und benötigen weder Welle noch Getriebe. Der Voith Linear Jet (VLJ) verbindet die Vorteile von Propellern und Waterjets. Er kommt neben VSP und VIT / VIP beispielsweise bei Fähren oder Yachten zum Einsatz.

ZF Marine

Mit einem umfangreichen Programm an Strahlantrieben bietet ZF Marine Propulsion Systems viele Antriebslösungen für kommerziell verwendete Schiffe, Yachten und Behördenschiffe. Neben vielen Versionen von Ruderstrahlern stehen auch Querstrahlantriebe mit Festpropellern und Verstellpropellern und Strahlantriebe für seichte Gewässer zur Verfügung.

Mit Diesel- und Elektromotoren als Hauptantrieb kann ein Leistungsbereich von 100 kW bis 2.000 kW abgedeckt werden. Montiert im Schacht, eingeschweißt in den Rumpf oder ausfahrbar sind Strahlantriebe von ZF Marine an verschiedenste Verhältnisse angepasst. Querstrahlantriebe können elastisch gelagert werden, um den Körperschall im Rumpf zu minimieren. Bei jedem Strahlantrieb ist eine Kontrolleinheit für Steuerung und Antrieb enthalten, die mit allen Arten von Hauptantrieben verbunden werden kann. Das Thruster Command Standard-Kontrollsystem besteht aus der Thruster Control Unit direkt am Strahlantrieb und dem Remote Control Panel auf der Brücke. Die Anbindung an andere Systeme wie Dynamic Positioning, Joysticks, Autopilot, Voyage Data Recorder, Alarm- und Monitoring ist optional.