Es war einmal … der Propeller. Vor rund 200 Jahren erfunden, musste er seine wirtschaftliche Überlegenheit gegenüber Segeln und Schaufelrädern erst beweisen. Heute gehört er ans Bootsheck wie die Insel aufs Wasser. Wird auch der Propeller bald Geschichte sein? Zumindest könnte seine Hegemonie als universell verwendbarer Antrieb unter Wasser demnächst enden. Denn diese drei Innovationen haben das Zeug dazu, ihm bald Konkurrenz zu machen.
Nummer 1 wurde auf der diesjährigen Mets, der jährlichen Fachmesse für Schiffsausrüster in Amsterdam präsentiert: Finx denkt Fortbewegung wie ein Fisch. Das Antriebskonzept des französischen Startups verabschiedet sich gänzlich vom Propeller. Bewegt wird hier nur noch eine Membran, die wie ein Wellendichtring aussieht. „Meerestiere brauchen schließlich auch keinen Propeller, um von der Stelle zu kommen“, sagt Finx-Gründer Harold Guillemin aus Paris. Seine Erfindung ist ein Musterbeispiel der Bionik, also von Tier- und Pflanzenwelt abgeleiteter Technologie.
Die Finx-Membran ist in ihrer Arbeitsweise der Schwanzflosse von Delfinen nachempfunden. Guillemin hat das Funktionsprinzip von Pumpen, die beispielsweise zur Unterstützung der Herztätigkeit entwickelt wurden, übernommen. Zehn Jahre der Entwicklung und fünfzehn Patente später hält er die Technologie für marktfähig. Eine wellenförmige Membran aus Elastomer schwingt in niedriger Frequenz, pumpt so das Wasser durch einen Ring. Aus dem Rückstoß entsteht Vortrieb.
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Querschnitt des Membran-Motors: Durch die schmalen Einlässe außen strömt das ... © Finx
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... Wasser, ebenso durch den zentralen Kanal. Elektromagneten (gelb) bewegen die Membran (rot)
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Die schlängelnden Bewegungen der Membran erzeugen Vortrieb durch Sog © Finx
Finx dreht das Delfin-Prinzip allerdings auf den Kopf. Die Membran oszilliert mit hoher Frequenz und niedriger Amplitude. Die schlängelnden Bewegungen erzeugen einen Sog, der das Wasser durch kleine Kanäle rund um den Ring ins Innere des Kreises zieht. Von dort wird es durch einen horizontalen Auslasskanal ausgestoßen. So entsteht der Vortrieb. Die oszillierende Vor- und Rückwärtsbewegung rufen zwei Elektromagneten hervor.
Das Delfinprinzip auf den Kopf gestellt
Die Leistungssteigerung wird damit erreicht, dass der Wasserstrahl in einer Richtung in Bewegung gesetzt wird – während ihn ein Propeller zusätzlich in Rotation versetzt, was mehr Energieeintrag verlangt. Laut Finx spart das Verfahren bis zu 30 Prozent Energie. Weitere Vorteile: Wartungsaufwand und Verschleiß sind weit niedriger als beim Schraubenantrieb. Während beim rotierenden Propeller die Verletzungsgefahr immer präsent ist, spielt sie beim bionischen Delfinmotor keine Rolle. Offen bleibt, wie Guillemin die empfindlichen Einlasskanäle vor Verstopfung durch eingesaugte Pflanzen, Dreck etc. schützen will.
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Als erstes marktfähiges Produkt der Firma schwänzelt der Finx5 auf der Mets, ein Außenborder mit fünf PS. Über Wasser sieht er wie ein gewöhnlicher Motor dieser Bauart aus, unter Wasser endet sein Schaft in dem beschriebenen Ring. Der Finx5 eignet sich nach Herstellerangaben als Antrieb für Tender oder Segelboote bis zu drei Tonnen Gewicht. Er wiegt ohne Batterie 18 Kilogramm und kostet ab 2990 Euro. Mit einer 72 Ah-Batterie kommt der Antrieb bei sechs Knoten Dauerleistung auf eine Reichweite von 10,5 Seemeilen, teilt Finx mit.
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Zwei weitere Modelle sind in der Entwicklung: Der Fin150 mit 150 PS ist als Innenborder konzipiert. Er hat zwei Membranen und soll in Kombination mit einer Brennstoffzelle auch große Yachten und kleinere Fähren auf ordentliche Reichweiten bringen. Über das dritte Projekt, Finx1 genannt, gibt es noch keine Details. Die zweite Finanzierungsrunde läuft. Bis zu den Olympischen Spielen in Paris 2024 soll der Fin150 einsatzbereit sein.
Prinzip des Propellers umgedreht
Einsatzbereit ist auch dieser futuristische Eierschneider: Rim 6 ist ein innovativer Bootsmotor, der das Prinzip des Propellers umdreht. Statt einer zentralen Achse mit Flügeln daran, die sich dreht und damit Vortrieb erreicht, sind seine Flügel an einem äußeren, ringförmigen Rahmen angebracht. Eine zentrale Nabe entfällt. Auch das Ruderblatt kann man sich sparen. Apropos Sparen: Bis zu ein Drittel effizienter soll der Antrieb im Verhältnis zum konventionellen Propeller-Außenborder sein.
Seine Flügel sehen wie Zähnchen eines kleinen Seeungeheuers aus. So ließe sich mit den acht PS von Rim 6 vermutlich auch eine Currywurst oder eine Gurke schreddern. Der Clou an dem französischen Unterwasser-Häcksler: Seine Rotorblätter sind frei drehbar aufgehängt. Je nach Drehgeschwindigkeit des umlaufenden Rings richten sich die Antriebsmodule passend aus. Das hat den Vorteil, dass der optimale Anstellwinkel automatisch erfolgt, je nach Einfluss des durchströmenden Wassers.
Ohne Nabe und Welle
Rim 6 spart also doppelt Energie im Vergleich zum konventionellen Motor. Es entfallen Nabe und Welle, die Strömungsenergie ablenken, und darüber hinaus passt sich der Anstellwinkel von selbst dem umgebenden flüssigen Element an. Der Verzicht auf eine Nabe und flexible Dichtungen daran verspricht außerdem eine längere Haltbarkeit. Der umgebende Ring schützt ihn überdies gegen Schäden bei Grundberührung. Kompakt ist er obendrein: Rim 6 wiegt nur 14 Kilogramm.
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Rim 6 ist ein Produkt von Hy-Generation aus Vanne bei Lorient an der nördlichen Biskaya. Das Start-up favorisiert die Verwendung sowohl als Bugstrahlruder wie auch als Außenborder für kleinere Boote. Obwohl Rim 6 bisher nur als Vorserien-Produkt erhältlich ist, wird bereits eine Integrationslösung angeboten, um ihn als Außenborder am Heckspiegel anzubringen.
Die Innovation aus Frankreich hat natürlich ihren Preis. Das Komplett-Paket mit Steuer-Elektronik und Halterung kostet 6.931 Euro. Für den notwendigen Satz Batterien sind noch einmal 5.712 Euro fällig. Ladeelektronik nicht inklusive. Man sieht: Auch die Preise sind (noch) zum Durchdrehen.
Hybrid-Motor Bluespin
Nach einem ähnlichen Prinzip arbeitet der Antrieb von Bluenav, die weiter südlich in Arcachon bei Bordeaux ihren Sitz haben. Das junge Unternehmen positioniert seinen Elektroantrieb als unkomplizierte Ergänzung zu einem großen Verbrennungsmotor – macht aus einem Boot also ein Hybridboot.
Mit einem Knopfdruck lasse sich der elektrische Ringmotor einschalten, sobald die Yacht im Hafen manövriert werden muss. Ist die hohe See erreicht, kann ebenso schnell wieder zurück zum Verbrenner gewechselt werden.
Als Juniorpartner in einem Hybridantrieb hat der Ringmotor Bluespin von Bluenav rund 20 PS, doch es werden auch Versionen mit 30, 45 und 70 PS angeboten. Testweise erhielt die zwölf Meter lange Motoryacht „Rock Emperor“, konventionell mit zweimal 250 PS angetrieben, zusätzlich zwei Bluespin-Maschinchen der kleinsten Leistungsstufe.
Sie lösen die Verbrennermotoren ab, wenn unter Land und im Hafen die letzten Meter zurückzulegen sind. Der eigentliche Vorteil: Die Umwandlung vom Verbrenner zum Hybridboot erfolgt im Handumdrehen, berichtet Bluenav.
Akkus einbauen und verkabeln
Die einzige Umbaumaßnahme sei der Einbau der Akkus sowie die Verkabelung, teilt das Unternehmen mit. Zum System gehört auch eine Schnittstelle mit Bedienoberfläche, über die sich Daten zu Strömung, Position und Geschwindigkeit auswerten lassen, um den optimalen Zeitpunkt zum Umschalten zu finden.
Bluenav arbeitet nach eigenen Angaben an weiteren Funktionen. So sollen bald autonomes Parken und „Dynamic Positioning“ möglich sein, also das permanente Verweilen an einer zuvor definierten Position. Diese revolutionäre Funktion hatte kürzlich Volvo Penta mit seinem Assisted Docking System (ADS) vorgestellt. Auch der Bluespin-Motor ist dabei als Festeinbau möglich, ebenso wie als einziehbare Variante.
Die Ringmotoren, wie Bluenav die Antriebe nennt, sind besonders bei niedrigen Drehzahlen hoch effizient. Das Verdränger-Lotsenboot „Strad“ mit acht Tonnen Gewicht und einer 65 PS starken Maschine erhält durch zwei einfahrbare Bluespin-Motoren mit je 16 PS eine Reichweite von vier bis fünf Stunden bei sechs bis sieben Knoten Reisegeschwindigkeit, teilt Bluenav mit.
Fazit: Ob Haifisch-Zähnchen oder Delfinflosse, dem konventionellen Propeller geht es an die Flügel. Das schützt die Umwelt und ahnungslose Schwimmer und spart auch noch Energie – ein wichtiger Lichtblick für das arg gebeutelte Elementmit.
