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Projektbericht Schifffahrt und Schleusen | T&M Lösungen

Optimierung von Schiffs- und Hyperloop-Design

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Das Marin Research Institute in Wageningen, Niederlande, testet die Seetüchtigkeit von Schiffen anhand von präzisen Modellen. Zur Verbesserung der Schiffskonstruktionen setzt Marin auf hochpräzise Beschleunigungsmesser von ASC, einem führenden Anbieter von Sensortechnologie. Diese Beschleunigungsmesser liefern wichtige Daten zur Verbesserung der Sicherheit, Effizienz und Leistung von Schiffen. Neben der Schiffskonstruktion setzt Marin ASC-Sensoren auch für modernste Hyperloop-Tests ein, insbesondere für Unterwasser-Personentransportsysteme in Hochgeschwindigkeitskapseln.

Marin: Ein weltweit führendes Forschungsinstitut für Schiffstests

Marin ist nach Instituten in Russland und den Vereinigten Staaten das drittgrößte Schiffsforschungsinstitut der Welt. Seine 400 Ingenieure und Techniker arbeiten unermüdlich daran, Schiffe und Seeschiffe sicherer, umweltfreundlicher und intelligenter zu machen. Schiffbauer, Schiffseigner und Konstrukteure verlassen sich auf die Dienstleistungen von Marin, um ihre Schiffe zu optimieren.

Anhand von bis zu sechs Meter langen Miniaturschiffsmodellen testet Marin deren Seetüchtigkeit unter realen Bedingungen. Diese Tests finden in sechs speziellen Pools statt, die verschiedene maritime Umgebungen simulieren können, darunter hohe See, flache Gewässer und Küstenregionen.

„Wir können Wind und Wellen erzeugen, um zu beobachten, wie sich die Modelle verhalten“, erklärt Projektleiter Jocco Dekker. Das Marin (Maritime Research Institute Netherlands) betreibt auch Testeinrichtungen für Propeller und Motoren sowie Simulatoren, in denen Schiffsführer für reale Szenarien trainieren können.

Konstruktionsmängel aufdecken

Die in den Testpools von Marin gesammelten Daten zeigen potenzielle Konstruktionsfehler auf, die sich auf die Sicherheit und Effizienz von Schiffen auswirken könnten. So kann beispielsweise der Kraftstoffverbrauch direkt von der Rumpfform und der Längsposition im Wasser beeinflusst werden. 

Anhand der Sensordaten entwickelt Marin fortschrittliche Computersimulationen und gibt Konstruktionsempfehlungen, die die Leistung und Wettbewerbsfähigkeit von Schiffen verbessern.

Warum die Genauigkeit so wichtig ist

Genaue Messungen sind für aussagekräftige Simulationen unerlässlich. Marin verwendet kapazitive Beschleunigungssensoren, die sich durch außergewöhnliche Präzision und Anpassungsfähigkeit auszeichnen. ASC entwickelt maßgeschneiderte Sensoren, die auf kundenspezifische Anforderungen zugeschnitten sind. Zu diesen Anpassungen gehören u.a.

  • Kalibrierung und Anpassung des Messbereichs
  • Anpassung der Kabellänge
  • Installation von Spezialsteckern

„Die Flexibilität, die diese kapazitiven Beschleunigungssensoren bieten, ist ideal für unsere Bedürfnisse. Wir haben die Bewegung des schwimmenden Tunnels genau bestimmen können."

Marin - Jocco Dekker

Unterwasser- und Offshore-Tests

Marin verwendet zwei Haupttypen von triaxialen Beschleunigungsaufnehmern für ihre Schiffsmodelltests:

  • Die ASC OS-315LN (Low Noise) Sensoren werden bei Offshore-Pooltests eingesetzt, bei denen genaue Messungen im Niederfrequenzbereich erforderlich sind. Die OS-315LN-Sensoren gewährleisten eine präzise Erfassung niederfrequenter Schwingungen, was bei der Prüfung des Schiffsverhaltens in ruhigen Gewässern von entscheidender Bedeutung ist.
  • In den Hochsee-Simulationspools messen die ASC 5521MF (Medium Frequency) Beschleunigungssensoren die Beschleunigung von Schiffsmodellen über ein breites Frequenzspektrum. Die 5521MF-Sensoren verarbeiten höherfrequente Schwingungen bis zu 800 Hz und sind damit ideal für dynamische Bedingungen auf hoher See.

ASC OS-315LN-PG Kapazitiver Beschleunigungssensor

  • Triaxialer, analoger Spannungssensor
  • Mittelfrequenzbereich (MF) 0Hz bis 1.8Hz
  • Für extreme Anforderungen, z.B. Offshore-Bereich
Datenblatt Zum Produkt

ASC 5521MF Kapazitiver Beschleunigungssensor

  • Triaxialer analoger Spannungsausgangssensor
  • Gasgedämpft
  • Ausgezeichnete Stabilität des Bias- und Skalenfaktors
Datenblatt Zum Produkt

Hyperloop-Tests für den Unterwasser-Personentransport

Eines der innovativsten Projekte von Marin ist die Erprobung eines Hyperloop-Systems, das von unserem niederländischen Partner Hardt Hyperloop entwickelt wurde. Dieses futuristische Verkehrskonzept sieht Unterwassertunnel 100 Meter unter dem Meeresspiegel vor, in denen Passagiere mit einer Geschwindigkeit von bis zu 620 mph von Europa an die Ostküste der USA reisen könnten.

Realistische Tunnelsimulationen in Marin-Testbecken

Um die Hyperloop-Umgebung zu simulieren, baute Marin ein 140 Meter langes Röhrenmodell und setzte es den nordatlantischen Wellenbedingungen aus. Acht ASC OS-315LN Beschleunigungssensoren wurden entlang der Röhre installiert, um die Beschleunigungen mit höchster Präzision zu messen. Die hohe Empfindlichkeit der Sensoren ermöglichte es Marin, selbst kleinste Beschleunigungen von 0,1 m/s² zu erfassen, was für die Analyse der Tunnelbewegungen unter Wellenbelastung entscheidend ist.

Investoren für die Hyperloop-Technologie

„Mit den ASC-Sensoren konnten wir die Bewegung des schwimmenden Tunnels genau bestimmen“, sagt Jocco Dekker. Die gesammelten Daten werden nun analysiert und in Computersimulationen nachgebildet. Nach Abschluss der Arbeiten werden die Ergebnisse als Grundlage für die Gewinnung von Investoren dienen, um das Hyperloop-Projekt in die nächste Phase zu bringen.

Beschleunigungssensoren sorgen für Innovation

Der langjährige Einsatz von hochpräzisen Beschleunigungssensoren bei Marin unterstreicht deren Zuverlässigkeit und Genauigkeit in anspruchsvollen maritimen Umgebungen. Ob bei der Optimierung von Schiffskonstruktionen oder beim Testen von futuristischen Hyperloop-Systemen - diese Sensoren liefern wichtige Daten, die die Innovation und Sicherheit im Schiffbau und im Unterwassertransport vorantreiben. Für Schiffskonstrukteure, Ingenieure und Forscher bieten die Beschleunigungsmesser die Präzision, Langlebigkeit und Anpassungsfähigkeit, die sie benötigen, um die Herausforderungen der modernen maritimen Technologie zu meistern.

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Ali Bagheri

Technical Sales Engineer