Magnus-Effekt: Fähre mit Rotorsegel

Den Magnus-Effekt hat der deutsche Physiker Heinrich Gustav Magnus (1802 – 1870) erstmals exakt beschrieben (entdeckt wurde er schon früher). Er beschreibt die Querkraftwirkung eines rotierenden runden Körpers (Kugel oder Zylinder) in einer Strömung. Diesen Effekt nutzt man nun für moderne Rotorsegel.

Neuerfindung des Segels?

Das Rotorsegel ist zwar prinzipiell eine Neuentwicklung der finnischen Firma Norsepower, die aber so viele Väter hat, dass ein Unternehmenssprecher von selbst erklärte, man habe keinesfalls das Rad respektive das Segel neu erfunden – all die Erkenntnisse für den Bau eines Rotorsegels existieren schon lange. Es nutzt den erwähnten Magnus-Effekt, auf dem wiederum theoretische Arbeiten des Strömungsforschers Ludwig Prandtl im frühen 20. Jahrhundert basierten. Der Ingenieur Anton Flettner baute auf der Grundlage der Prandtl-Strömungstheorie seinen Flettner-Rotor, der als rotierender Zylinder infolge des Magnus-Effekts den Luftstrom ablenkt, sodass auf einer Seite des Zylinders durch die Luftbeschleunigung ein Unterdruck entsteht, auf der anderen Seite wiederum durch die langsamere Luft ein Überdruck. Wir können uns sofort vorstellen, dass sich damit prima ein Segel bauen lässt.

Rotorsegel – für die Ostsee prädestiniert

Manche Entwicklungen kommen einfach zur richtigen Zeit am richtigen Ort. Die weltweite Klimadiskussion schreit nach neuen Antriebsarten, und zwar auch für die Schifffahrt. Segel gibt es zwar schon ewig, aber Rotorsegel sind deutlich effizienter. Nun kommt ein besonderer Umstand hinzu, der die Finnen von Norsepower auf den Plan ruft: Der Ostseeverkehr verläuft sehr stark von Nord nach Süd und umgekehrt. Der Wind auf der Ostsee wiederum bläst sehr stark in West-Ost-Richtung und manchmal auch umgekehrt, was für ein Rotorsegel ideal ist: Es entfaltet nämlich seine größte Kraft im 90°-Winkel zur Windrichtung. Daher ist der Nord-Süd-Nord-Ostseeverkehr ideal geeignet, um Rotorsegel einzusetzen. Die Fähren auf der Ostsee denken schon lange über umweltfreundliche Antriebe nach und probieren sie teilweise aus wie etwa die Fähre Copenhagen. Sie verbindet die dänische Insel Falster mit Rostock, gehört der dänisch-deutschen Fährgesellschaft Scandlines und lässt ihre Schiffe schon mit Hybridantrieben fahren. Nun soll ein Rotorsegel von Norsepower hinzukommen. Das dürfte auch für die Fahrgäste eine Sensation werden, denn so ein Segel ist nicht zu übersehen: Es ist ein 30 m hoher Zylinder mit 5 m Durchmesser. Die Konstruktion erinnert an den klassischen Schornstein – aber ohne dessen Umweltbelastung.Die Fährgesellschaft Scandlines geht von einer Minderung der CO₂-Emissionen durch das Rotorsegel um 4 – 5 % aus.

Weiterentwicklung des Rotorsegels

Rotorsegel gab es natürlich schon, allerdings nicht in diesem Großeinsatz. Dieser wurde möglich, weil die Ingenieure von Norsepower den Zylinder mit einer Kohlenstoff-Glasfaser-Konstruktion sehr viel leichter machen konnten. Auch der Rotor dreht sich schneller als bei Vorgängermodellen. Die Schifffahrtbranche ist sehr interessiert: Nach den ersten drei umgerüsteten Fähren von Scandlines freut sich Norsepower inzwischen über weitere Aufträge.

Veröffentlicht von Prof. Dr. Schröder

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