RAMSSES Composite-Rumpf-Demonstrator besteht Aufpralltests, bestätigt überlegene Widerstandsfähigkeit

Partner im Realisation and Demonstration of Advanced Material Solutions for Sustainable and Efficient Ships (RAMSSES) Projekt arbeiten daran, ein Composite-Schiff zu demonstrieren, das 40 % leichter ist als ein Stahläquivalent und beträchtliche Reduktionen im Treibstoffverbrauch und Emissionen bietet.

Angeführt von Damen Schelde Naval Shipbuilding (DSNS, Gorinchem, Niederlande) und Damen Gorinchem (DSGo), in Kooperation mit InfraCore Co. (Rotterdam, Niederlande), Evonik (Essen, Deutschland), Airborne UK und TNO (Niederländische Organisation für angewandte wissenschaftliche Forschung), wurde im Juli 2020 nach drei Jahren Entwicklung ein sechs Meter hoher Composite-Rumpfabschnitt enthüllt. Betitelt „Custom Made Hull for Offshore Vessel“ ist dies einer von 13 Demonstratoren im RAMSSES-Projekt.

Einzigartig an diesem Demonstratorprojekt ist, dass der gesamte Zyklus von Produktdesign, neuartiger Harzentwicklung, alternativen Faserarchitekturen, neuartigen Fügungslösungen, Skalierung der Infusionstechnologie, Validierung großer Composite-Strukturen und risikobasiertem Design unter der Ägide der maritimen Klassifikationsgesellschaft Bureau Veritas (BV) entwickelt und getestet werden. Zudem pionierten die Partner die Fähigkeit, dicke Laminate bis zu sechs Metern Höhe zu infundieren, die vollskalige Schiffsrumpfstrukturen repräsentieren.

Wie in CWs Dezember-2019-Feature „Removing barriers to lightweighting ships with composites“ und in DSNS-Pressemitteilungen beschrieben, fehlen derzeit zugelassene Richtlinien für Composite-Schiffe. Vorschriften für Composite-Schiffbau decken nur Schiffe bis 500 Tonnen – ca. 25 Meter Länge – ab. RAMSSES zielt darauf ab, dies durch Skalierung der Composite-Technologie und Kapazität zum Design, Bau und Vermarktung von Composite-Schiffen bis 85 Meter Länge in voller Übereinstimmung mit Safety of Life at Sea (SOLAS) und Klassenvorschriften zu adressieren.

Dies wird durch Validierung des Produktionsprozesses großer Composite-Strukturen mit ökonomischer Verbesserung und Key Performance Indikatoren für Feuerwiderstand, Aufprallwiderstand und strukturelle Robustheit erreicht. Zudem demonstrierte die Montage bei DSNS die Machbarkeit, Composite-Schiffe in Werften zu bauen, die traditionell Stahl gewidmet sind.

Nun beweisen Aufpralltests am RAMSSES-Demonstrator bei DSNS in Vlissingen, Niederlande, die Widerstandsfähigkeit von Composites gegenüber rauen Meeresumgebungen. Mehrere Aufpralltests, die Notlandelasten von Hubschraubern übersteigen, wurden am RAMSSES-Rumpfschalen und dessen Composite-Hubschrauberdeck demonstriert.

Dieser Arbeitsabschnitt des RAMSSES-Projekts wird von DSNS und Damen Shipyards Gorinchem geleitet, die das Basisdesign entwickelt haben. Engineering wurde von Airborne UK und InfraCore Co. durchgeführt, die ihre Composite-Expertise einbrachten. Evonik entwickelte das Harz für die Infusion der Composites. Nach der Montage wird TNO Vollskalentests für Designvalidierung, Qualitätsmanagement und strukturelle Performance durchführen. Bureau Veritas lieferte Beratung und Rat für einen smarten Zulassungspfad.

Der Zulassungsprozess wurde in enger Kooperation mit Research Institutes of Sweden (RISE), Netherlands Maritime Technology Foundation und Bureau Veritas entwickelt. Ein Hazld (Gefahrenidentifikation) Test wurde bereits von RISE und Bureau Veritas durchgeführt, um alle Brandrisiken zu adressieren.

„Die Arbeit, die wir hier leisten, ist wichtig für die Zukunft der Schifffahrt. Nachhaltigkeit ist derzeit ein großer Fokus in der Industrie, und Schiffbau ist keine Ausnahme“, sagt Marcel Elenbaas, Senior Engineer bei Research & Technology Support DSNS. „Der Einsatz von Composites für größere Schiffe hat signifikante Konsequenzen für das gesamte Schiffsdesign. Wenn es leichter ist, verbraucht ein Schiff weniger Treibstoff und produziert geringere Emissionen. Das Schiff benötigt auch kleinere Motoren, was mehr Platz für zusätzliche Systeme bedeutet, was eine vielseitigere Plattform ergibt. Und natürlich erfordern Composites erheblich weniger Wartung als ein Stahlschiff. Mit RAMSSES haben wir die Gelegenheit, die Effektivität und Machbarkeit von großskaligem Composite-Schiffbau zu demonstrieren.“

Das RAMSSES-Projekt erhielt Finanzierung aus dem EU-Horizon-2020-Forschungs- und Innovationsprogramm unter Grant Agreement Nr. 723246. Weitere Demonstratoren im RAMSSES-Projekt umfassen innovative Komponenten und modulare Leichtbausysteme, maritime Ausrüstung, die Anwendung von Hochleistungsstählen in lasttragenden Rumpfstrukturen, die Integration von Composite-Materialien in verschiedene Strukturen für globale Reparatur.