Wie Stabilisatoren auf Schiffen den Seegang überlisten

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Stabilisator des Forschungsschiffs "Polarstern"

Stabilisator des Forschungsschiffs “Polarstern” (Bild: Hannes Grobe, Alfred Wegener Institute, CC-BY 2.5)

Wer sich Sorgen um Seekrankheit auf einer Kreuzfahrt macht, bekommt oft die Antwort: „Keine Sorge, moderne Kreuzfahrtschiffe haben alle Stabilisatoren“. Das stimmt – einerseits. Andererseits können Stabilisatoren weder zaubern, noch und schützen sie automatisch vor Seekrankheit. Wir haben uns etwas näher mit Stabilisatoren auf Kreuzfahrtschiffen beschäftigt und auch etwas in der teils kuriosen Geschichte dieser technischen Wunderwerke gekramt.

Flossen dämpfen Rollbewegungen

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Moderne Stabilisatoren sind nichts anderes als seitlich ausfahrbare, bewegliche Flossen etwas in Schiffsmitte im Rumpf ein gutes Stück unterhalb der Wasserlinie. Stabilisatoren mindern das Rollen, nicht aber das Stampfen eines Schiffs. Der Unterschied? Als „Rollen“ bezeichnet man die Seitwärtsbewegung des Schiffs, also eine Drehung um die Längsachse. Rollen wird oft auch als „Schlingern“ bezeichnet. „Stampfen“ hingegen ist das Auf und Ab des Schiffsbugs in den Wellen, also eine Drehung um die Querachse des Schiffs. Rollen und Stampfen tritt oft natürlich gleichzeitig auf, sodass sie in Kombination eine Art kartoffelförmige Bewegung ergeben.

Hydraulik des Blohm+Voss-Stabilisators auf der Allure of the Seas

Hydraulik des Blohm+Voss-Stabilisators auf der Allure of the Seas

Wann der Kapitän die Stabilisatoren ausfährt, hängt von mehreren Faktoren ab, ist aber hauptsächlich eine Abwägung zwischen Wohlbefinden der Passagiere und zusätzlichen Kosten. Denn Stabilisatoren verursachen zusätzlichen Wasserwiderstand, damit höheren Treibstoffverbrauch und führt zu einer etwas reduzierten Höchstgeschwindigkeit. Trotzdem kommen die Stabilisatoren meist schon bei relativ schwachem Seegang zu Einsatz.

Stabilisierung nach dem Prinzip von Flugzeugflügeln

Moderne Stabilisatoren sind im Schiffsrumpf seitlich versenkt und klappen bei Bedarf wie Flugzeugflügel heraus. Sie sind um ihre Längsachse drehbar, erzeugen also zusammen mit der Fahrströmung des Schiffs einseitig wirkenden Auftrieb beziehungsweise Abtrieb auf der jeweiligen Seite des Schiffs. Elektronisch gesteuert führen die Stabilisatoren also ständig Drehbewegungen aus, die der Bewegung der See entgegenwirken und somit das Rollen des Schiffs stark mindern.

Unbeweglicher Flossen-Stabilisator

Unbeweglicher Flossen-Stabilisator (Bild: Templar52)

Auch ohne Drehbewegung entfalten Stabilisatoren aber eine gewisse Wirkung, wie die Geschichte der Flügelstabilisatoren zeigt. Die ersten Flossen- oder Flügelstabilisatoren wurden schon 1898 patentiert – damals noch als längt zum Schiffsrumpf verlaufende, starre Flügel. Durchgesetzt hat sich die Technik aber erst ab 1936 mit einer Entwicklung der legendären schottischen Werft William Denny and Brothers Ltd. im schottischen Dumbarton und Brown Bros in Edinburgh. Der Dampfer „Isle of Sark“ war 1936 das erste Schiff mit den neuartigen Stabilisatoren. Der erste Transatlantik-Liner, der mit diesen Denny-Brown-Stabilisatoren ausgerüstet war, ist wohl 1950 die SS Chusan von P&O gewesen.

Schlingertanks und gyroskopische Stabilisatoren

Frühere Systeme zur Stabilisierung von Schiffen verfolgten vor allem zwei Ansätze: Umpumpen von Ballastwasser zwischen Schlingertanks sowie gyroskopische Stabilisatoren.

Das erste recht wirkungsvolle System mit Ballastwasser erfand der deutsche Dr. H. Frahm, der als eines der ersten Schiffe 1921 Cunards RMS Laconia mit seinem System ausrüstete – damals noch ein passives System ohne Pumpen.

Das Umpumpen von Ballastwasser in speziellen Schlingertanks wird übrigens heutzutage noch als Krängungsausgleichssystem eingesetzt, um also Schiffe vor Anker liegend oder angelegt im Hafen in einer aufrechten Position zu halten – vor allem für Frachtschiffe beim Be- und Entladen sehr wichtig.

Bereits im ersten Weltkrieg wurde ein US-Zerstörer und ein U-Boot mit einem gyroskopischen Stabilisator von Sperry Gyroscope Company (heute: Sperry Marine) ausgerüstet. Das Projekt wurde aber nicht weiter verfolgt, weil die US Navy für weitere Schiffe wohl die Investitionen scheute.

In den späten 1920er-Jahren wurde auf der Conte di Savoia als erstem Passagierschiff ein Gyroskop-System zur Stabilisierung eingebaut, das sich aber nur unter bestimmten Bedingungen als effektiv erwies und insgesamt nicht den erhofften Nutzen brachte. Letztlich überzeugte das immerhin 624 Tonnen schwere System aber nicht und wurde nicht weiter entwickelt. Ein kurzes, historisches Video aus den 1920er-Jahren, in dem für das Stabilisator-System auf der Conte di Savoia geworben wird, gibt’s bei British Pathè.

Allerdings kommt die Gyroskop-Technik heute wieder in modernen Flossen-Stabilisatoren zum Einsatz – dort dienen Gyroskope als sehr sensible Messinstrumente für die Schiffsbewegungen. Mithilfe dieser Messwerte kann die Computersteuerung der Stabilisatoren schnell auf Bewegungsänderungen reagieren.

Ein – aus heutige Sicht – kurioseste Stabilisierungs-Versuch: 1875 wurde der Salon des Dampfschiffs Bessemer um die Längsachse drehbar gelagert. So sollten die Passagiere in dem Salon vom Rollen es Schiffs nichts spüren. Offenbar funktionierte die Konstruktion jedoch nicht besonders gut, denn die Technik wurde nicht weiter entwickelt, die Bessemer wurde später zu einem Frachter ohne Stabilisierung umgebaut.

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2 Kommentare zu Wie Stabilisatoren auf Schiffen den Seegang überlisten

  1. Daniel Grummler on Dezember 7, 2010 at 12:11 pm

    Also ich habe selbst einmal solche Maschienen sehen dürfen. Es war echt toll und diese Dinger sind in der Relation zum Schiff geradezu winzig. Echte Meisterwerke der Ingenieurskunst. Hat mich echt beeindruckt!

  2. Franz on Dezember 7, 2010 at 12:24 pm

    Ich habe gerade noch ein Bild hinzugefügt, das die Hydraulik-Anlage des Flossen-Stabilisators auf der Allure of the Seas zeigt. Ich hatte vor einigen Tagen das Vergnügen einer Führung durch die tiefsten Tiefen des Megaschiffs und dabei konnten wir auch den Stabilisator quasi von innen sehen …

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