Maritime Technologien

Maritime Technologien

Sowohl in der Schifffahrt als auch in der Offshore Industrie werden Systeme immer komplexer. Schiffe, Häfen und Wasserwege sowie Offshore-Anlagen bestehen aus einem breiten Spektrum unterschiedlicher Komponenten und Technologien. Die Nachfrage für Technologien wird durch Trends sowie Digitalisierung, Autonomes Fahren/KI und andere Aspekte der ‚Maritimen Industrie 4.0‘ bestimmt. Fraunhofer-Waterborne hat Expertise in mehreren Technologien und entwickeln neue Anwendungen für die Maritime Industrie in u.a. den folgenden Bereichen:

Sensorik

© Fraunhofer LBF
Energy Harvester: Frontansicht des Energy Harvesters bei einer Rotordrehzahl von ca. 650 〖min〗^(-1)

Fraunhofer-Waterborne entwirft Monitoring-Systeme zur Ableitung von Schäden, der Vorhersage von Ausfällen und der bedarfsgerechten (frühzeitigen) Wartung. Der umfangreiche Einsatz von Zustands- und Strukturüberwachungssystemen mit einer planungsgesteuerten Instandhaltung kann einen wesentlichen Beitrag zu Sicherheit, Effizienz, Service, Verfügbarkeit, Qualität, Wirtschaftlichkeit und Umweltschutz leisten. Die zum Teil auch in anderen Branchen bereits etablierten Methoden zur kombinierten Zustands- und Strukturüberwachung finden in der Schifffahrt durch Fraunhofer-Waterborne neue Einsatzbereiche, z.B. Intelligente Antriebssysteme ermöglichen eine kontinuierliche Überwachung der Betriebszustände des Antriebsstrangs.

Auf dem Markt verfügbare akustische Prüfsysteme ermöglichen die objektive Erkennung auffällig schwingender oder klingender Erzeugnisse, benötigen allerdings oftmals eine aufwendige explizite Kalibrierung an repräsentativen Bauteilen. Darüber hinaus wird das Geräusch- oder Schwingungsverhalten in der Regel auf wenige akustische Kenngrößen wie Frequenzen oder Amplituden reduziert. Verfahren um Schwingungen und Schall (Lärm) zu prognostizieren und zu beeinflussen/verringern werden entwickelt.

Schwingungs- und Schall-Systeme

© Fraunhofer LBF

Hochseetaugliche Yachten verfügen über ebenso antriebsstarke wie laute Schiffmotoren: 6.000 PS sind bei den Mega-Yachten üblich. Mit der hohen Leistung sind auch störender Lärm und lästige Schwingungen an Bord verbunden. Lärm- und Schwingungen können dort am besten verringert werden, wo sie entstehen - an der Schnittstelle zwischen Motor und Schiffsfundament. Fraunhofer hat hierzu eine vielversprechende Lösung erarbeitet: die integrierte aktive Schwingungsisolierung.

Elektromagnetische Sensortechnologie und spezielle Radare

© Fraunhofer FHR

Radargeräte leisten für die Sicherheit im Schiffsverkehr und beim Gütertransport auf dem Seeweg einen wichtigen Beitrag. Sie unterstützen die Besatzung bei der Navigation und warnen vor Kollisionen mit Hindernissen bei dichtem Verkehr oder schwierigem Fahrwasser. Aufgrund der Verwendung von Mikrowellen arbeiten sie auch nachts oder bei schlechter Sicht. Fraunhofer-Waterborne entwickelt Konzepte, Methoden und Systeme für elektromagnetische Sensortechnologien und speziell Radare, wobei modernste Methoden der Signalverarbeitung und innovative Technologien zum Einsatz kommen. Der Frequenzbereich umfasst alle im maritimen Umfeld genutzten und üblichen Frequenzen. Zu den Kompetenzen gehören die Numerische Feldberechnung, die Hochfrequenztechnologie und Sensor-Signalverarbeitung, welche es ermöglichen, innovative, komplexe Hochfrequenzsysteme unter einem Dach zu konzipieren, zu entwickeln und zu testen.