Rotor Yacht

Ausrüstung moderner Segelyachten mit Flettner Rotoren

Das nachfolgenden Seiten beschreiben verschiedene Ausführungsmöglichkeiten des Flettner-Rotors beginnend mit dem ‘Standard-Rotor’ der in seiner Form oder besser gesagt von seinem Erscheinungsbild nicht variabel ist.

Ein solcher ‘Standart-Rotor’ ist vom technischen Aufwand her recht einfach herzustellen, birgt aber den Nachteil, dass ein solcher Rotor nicht teleskopierbar bzw. ‘reffbar’ ist. Dennoch dürfte diese einfache Variante vielen Yachtbesitzern genügen, da er doch alle technischen Vorteile gegenüber eines herkömmlichen Segelsystems besitzt. Dem ‘Standard-Rotor’ folgt dann der teleskopierbare Rotor. Wie der Name schon sagt, ist diese Variante des Flettner-Rotors teleskopierbar ausgeführt und somit höhenvariabel. Wer genügend Platz unter Deck besitzt, ist mit diesem Rotor-System in der Lage den Rotor im Hafen, bzw. wenn kein Windantrieb benötigt wird komplett einzufahren. Das optische Erscheinungsbild einer solchen Yacht entspricht dann, trotz Rotorantrieb, dem einer Yacht mit gerefften Segeln. Lediglich die fehlenden Fallen und Taue des nicht abgespannten ‘Mastes’ (Pivots) dürften etwas Verwunderung hervorrufen. Für Eigner, die den wertvollen Platz unter Deck nicht für die Teleskopaufnahme des Rotors opfern möchten, aber dennoch die Vorteile einer Teleskopierbarkeit der Rotoranlage nutzen möchten, bietet sich die Variante des ‘auf Deck teleskopierbaren Rotors’ an.

In diesem Fall bleibt der unterste Einschub der Rotorenanlage sichtbar und befindet sich auf Decksniveau. Die Höhe des Aufbaus richtet sich danach, wie viele Segmente verwendet werden sollen. Nun gibt es auch noch die Eigner, die ständig versuchen Design und Technik in Einklang zu bringen, – eigentlich war dies die Grundlage für dieses Buch -, für diesen Fall bietet sich der ‘reffbare-Rotor’ an und wie eine solche Ausführung aussehen kann ist auf den Seiten ‘Mission Impossible’ dargestellt.

Damit die Größenverhältnisse zwischen Schiffsrumpf und Originalbesegelung eindeutig sind, möchte folgende Segelyacht als Basis der folgenden Gegenüberstellungen dienen.

Technische Daten
Baujahr: 2003
Gesamtlänge: 14,10 m
Breite: 4,05 m
Tiefgang: 2,00 m
Gewicht ca.: 9,80 t
Ballast ca.: 3,80 t
Segelfläche: 112,00 m²
Masthöhe: 21,00 m
Kabinen: 5
Nasszellen: 4
Treibstofftank: 230 l
Wassertank: 700 l
Motor: Yanmar Einbaudiesel 4 JH3-CE 41,1 kW / 56PS
Der Standard Rotor
Für die überschlägige Auslegung einer standardmäßigen Rotoranlage für diesen Yachttyp sind zunächst einmal nur die folgenden Angaben wichtig:
Segelfläche: 112,0 m²
Motorleistung auf den Propeller: 41,1 kW
Konstante Bootsgeschwindigkeit: 12,0 kn = 6,168 m/s
Konstante Windgeschwindigkeit: 15,0 m/s
Richtung des ‘wahren Windes’: 120,0 °
Luft: 20,0° C, 1000 mbar
Viskosität der Luft: 15,4 * 10-6 m²/s
Dichte der Luft: 0,1212 kgs²/m4
Maximum U / ϑ: 4,0
Die Berechnung des Flettner-Rotors erfolgt entsprechend der zuvor aufgeführten Rechenschritte A – D sowie den Berechnungsbeispielen.

Rotor
Verhältnis L : D L : D = 21,9 : 1,0
Verhältnis D : DS D : DS = 1,0 : 1,3
Rotorlänge: L = 17,5 m
Durchmesser: D = 0,8 m
Endscheiben: DD = 1,0 m
Höhe über Deck: HD = 0,5 m
Rotor Drehzahl: n = 0 – 1250 U/min
Der hier gewählte ‘Standard-Rotor’ hat bei einem L : D Verhältnis von 21,87 : 1,00 eine Höhe von 17,5 m ab der unteren Endscheibe, bei einem Durchmesser von 0,80 m. Diese Variante ist sehr schlank und hoch und auch der Endscheibendurchmesser von 1,05 m nicht weiter dramatisch. Zum Vergleich soll hier noch eine weitere klassische Variante eines gleich leistungsstarken Rotors aufgeführt werden, deren L : D Verhältnis nur          7,14 : 1,0 aufweist und damit auch gleich wesentlich plumper wirkt.

Rotor
Verhältnis L:D L : D = 7,14 : 1,0
Verhältnis D : DS D : DS = 1,0 : 1,5
Rotorlänge: L = 10,0 m
Durchmesser: D = 1,4 m
Endscheiben: DD = 2,1 m
Höhe über Deck: HD = 0,5 m
Rotor Drehzahl: n = 0 – 700 U/min
Bei diesem Größenvergleich kann man sich sicherlich schon darüber streiten, ob ein solcher ‘Schornstein’ etwas auf einer Segelyacht zu suchen hat. Abgesehen von dem Erscheinungsbild dürfte auch der Rotordurchmesser und insbesondere der Durchmesser der Endscheiben von immerhin 2,1 m bei einer Gesamtbreite des Rumpfes von 4,01 m, mehr als hinderlich sein. Ein ästhetisch ansprechnder Rotor, insbesondere auf einer
Einrumpfyacht sollte schlank und hoch sein, Nachteilig ist dabei der größere statische Aufwand als auch die hohe Drehzahl des Rotors. Die folgende Abbildung 105 zeigt recht anschaulich was hier nicht erreicht werden soll. Nun muss man sich aber ganz klar vor Augen führen, dass in den 20er Jahren noch keine Werkstoffe zur Verfügung standen, um den statischen- und festigkeitstechnischen Erfordernissen, die eine solche schlanke Konstruktion verlangt genüge getan hätten und dass alle Erkenntnisse über das Flettner-Rotor Prinzip auf dem Wissen und der Technologie der 20er Jahre basieren. Nun kann sicherlich jeder behaupten, dass er sich mit einem solchen Ungetüm niemals auf See begeben möchte. – Aber wer würde schon mit dem Wissen der Gebrüder Wright heute über den Atlantik fliegen. Gehen wir ruhig einen Schritt weiter.

Was hat sich denn segeltechnisch getan? Sicherlich verfügen wir heute, im 21. Jahrhundert, über hochmoderne Werkstoffe, Superwinchen usw., aber die eigentliche Technik des Segelns ist immer noch die gleiche und dieser Umstand ist letztendlich sicherlich auch darauf zurückzuführen, dass wir eine bestimmte Vorstellung vom ‘Outfit’ unseres ‘Windantriebes haben’.

Zu Abb. 105. Im Frühjahr 1925 ließ Anton Flettner eine kleine Jolle mit einem 6,0 m langen Rotor von 1,0 m Durchmesser ausrüsten. Noch im gleichen Jahr folgte dann eine 11 Meter lange Yacht, die mit einem Aluminium-Rotor ausgestattet wurde, der einen
Durchmesser von 1,05 m bei einer Höhe von 5,8 m aufwies. Ein kleiner 4 PS Motor mit einem Wendegetriebe brachte den nur 80 kg schweren Rotor auf seine Nenndrehzahl von immerhin 300 Umdrehungen pro Minute. Beide Boote konnten durchaus mit vergleichbaren Booten mithalten und waren bei Windgeschwindigkeiten oberhalb von 7,0 m/s sogar schneller.

Flettners Idee, den Rotor als Antrieb für Sportyachten anzubieten scheiterte ganz klar daran, dass Sportsegler Ästheten sind, die nur ungern auf den Anblick eines vom Wind geblähten Segels verzichten möchten. Auch die Geräusche, die durch den
Verbrennungsmotor des Rotorantriebes verursacht wurden, trugen letztendlich dazu bei, dass diese Neuheit damals keinen Anklang im Yachtbau fand. Also, frei nach der Vorstellung, dass eine Rotoryacht zunächst einmal den ästhetischnen Ansprüchen gerecht werden muss und wenn möglich, die Fahrleistungen gegenüber einer herkömmlichen
Besegelung übertreffen sollte, sollte noch das vereinfachte Handling, dass geringere Gewicht und auch die niedrigeren Kosten berücksichtigt werden. Nachfolgend werden die zwei grunsdätzlichen Konstruktionen des schlanken ‘Standard-Rotor’ aus Abbildung 103 erläutert. Der Arbeitsablauf für die Herstellung der Rotor-Mantellrohre aus GFK-Verbundwerkstoff ist im Anhang ausführlich beschrieben.

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