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Title:
FRIGATE SHIP-TYPE EQUIPMENT SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/026684
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a frigate ship-type equipment system comprising standard equipment segments, such as an energy generator, an energy distributor, a drive and an automation segment, also comprising a hull (1) which is adapted to the large and specific requirements of the frigate ship-type equipment system. According to the invention, in order to construct standard equipment segments for a frigate ship-type equipment system which is technically and constructively simple and economical in terms of cost, at least one of the standard-equipment segments, such as the energy generator and/or the energy distributor and/or the drive and/or the automation segment is constructed from standard units or components which correspond to the requirements of the frigate ship-type equipment system and which are arranged in the hull of the ship (1) and which can be built into the hull of the ship body according to equipping systems for various ship types.

Inventors:
SCHULZE MATTHIAS (DE)
RZADKI WOLFGANG (DE)
SADLER KARL-OTTO (DE)
SCHULZE HORN HANNES (DE)
Application Number:
PCT/DE2003/003034
Publication Date:
April 01, 2004
Filing Date:
September 12, 2003
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
SCHULZE MATTHIAS (DE)
RZADKI WOLFGANG (DE)
SADLER KARL-OTTO (DE)
SCHULZE HORN HANNES (DE)
International Classes:
B60L50/10; B60L50/30; B63G13/00; B63G13/02; B63H23/24; B63J3/02; B63H5/125; B63H21/30; B63H21/32; (IPC1-7): B63H21/20; B63B3/08
Domestic Patent References:
WO2002057132A12002-07-25
WO2002057132A12002-07-25
Foreign References:
US5417597A1995-05-23
DE10019352A12001-06-07
DE10104892A12002-08-14
Other References:
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HIRT M ET AL: "WIRTSCHAFTLICHE UND TECHNISCH OPTIMIERTE GETRIEBE IN FREGATTEN UND KORVETTEN", SCHIFF UND HAFEN, SEEHAFEN-VERLAG ERIK BLUMENFELD. HAMBURG, DE, vol. 50, no. 5, 1 May 1998 (1998-05-01), pages 61 - 63, XP000750534, ISSN: 0938-1643
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Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregatte"mit Standard AusrüstungsSegmenten, wie einem Energieerzeuger, einem E nergieverteilungs, einem Antriebsund einem Automations Segment, und mit einem Schiffskörper (1), der größen und an forderungsspezifisch an den AusrüstungssystemSchiffstyp "FregatteB angepasst ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zumin dest ein StandardAusrüstungsSegment wie das Energieerzeu gerund/oder das Energieverteilungsund/oder das Antriebs und/oder das AutomationsSegment aus StandardEinheiten bzw. Komponenten aufgebaut ist, die entsprechend den Anforderun gen an den AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregatte'in dessen Schiffskörper (1) angeordnet und die in Schiffskörpern unter schiedlicher AusrüstungssystemSchiffstypen einbaubar sind.
2. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregatte"nach Anspruch 1, bei dem das AntriebsSegment aus einer Kombination von zwei PODAntriebsSegmenten (2,3), die vorzugsweise als voll elektrische LeichtgewichtsPODAntriebe ausgebildet sind und vorzugsweise eine Leistung von 6 bis 8, insbesondere 7 MW, aufweisen, und zwei WaterjetAntriebsSegmenten (4,5), die vorzugsweise als TwinWaterjetAntriebe ausgebildet sind und vorzugsweise eine Leistung von 12 bis 16, insbesondere 14 (2x7) MW, aufweisen, besteht.
3. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregatte"nach Anspruch 1 o der 2, zu dessen AntriebsSegment ein QuerstrahlruderSegment (6), vorzugsweise ein 0,5 MWBugstrahlThruster, gehört.
4. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregatte"nach Anspruch 2 o der 3, bei dem Elektromotoren der PODAntriebsSegmente (2, 3) und/oder der WaterjetAntriebsSegmente (4,5) und/oder des QuerstrahlruderSegments (6) mit Wicklungen aus Hoch TemperaturSupraleitern ausgeführt sind.
5. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregatte"nach einem der An sprüche 2 bis 4, bei dem die Elektromotoren der PODAntriebs Segmente (2,3) und/oder der WaterjetAntriebsSegmente (4, 5) und/oder des QuerstrahlruderSegments (6) als Synchronma schinen mit einer Feldwicklung aus HochTemperaturSupra leitern und die Ständerwicklungen als Luftspaltwicklungen ausgeführt sind.
6. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregatten nach einem der An sprüche 2 bis 5, dessen WaterjetAntriebsSegmente (4,5) mit einem KoaxialAbgasDüsenSegment ausgerüstet sind.
7. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregattem nach einem der An sprüche 2 bis 6, bei demin Längsrichtungder Abstand zwischen der Mitte der PODAntriebsSegmente (2,3) bzw. der Nase der Zugpropeller (17) der PODAntriebsSegmente (2,3) einerseits und der Wasseraustrittöffnung der Gondeln der Wa terjetAntriebsSegmente (4,5) andererseits ca. 25 bis 35 m bzw. ca. 22 bis 32 m beträgt.
8. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregatten nach einem der An sprüche 2 bis 7, dessen Schiffskörper (1) im Hinterschiffsbe reich strukturell so ausgeführt ist, dass mittels ihm das Ge wicht der beiden PODAntriebsSegmente (2,3) von jeweils z. B. ca. 65 to und der dazugehörigen Aggregate, wie Umrich ter, Steuergeräte etc. von z. B. ca. 20 bis 30 to und die auf grund des Betriebs der beiden PODAntriebsSegmente (2,3) auftretenden Axialkräfte festigkeitsmäßig aufnehmbar sind.
9. AusrüstungssystemSchiffstyp"FregatteM nach einem der An sprüche 1 bis 8, bei dem das EnergieerzeugerSegment aus ei ner Kombination von vorzugsweise vier Brennstoffzellen Segmenten (7, 8, 11,12), die vorzugsweise als luftatmende PEMBrennstoffzellen mit einer Leistung von je ca. 4,5 MW (Netto) bzw. 6 MW (Brutto) ausgebildet sind, und/oder vor zugsweise zwei GeneratorSegmenten (9,10), vorzugsweise gas turbinengetriebenen Generatoren mit einer Leistung von je weils ca. 16 MW, aufgebaut ist.
10. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregatte"nach Anspruch 9, dessen EnergieerzeugerSegment zusätzlich Hochleistungsbatte rien aufweist, mittels denen die BrennstoffzellenSegmente (7,8, 11,12) anfahrbar sind.
11. AusrüstungssystemSchiffstyp"FregatteB nach Anspruch 9, oder 10, dessen Generatoren (9,10) mit Wicklungen aus Hoch TemperaturSupraleitern ausgeführt sind.
12. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregattem nach Anspruch 9 oder 10, dessen Generatoren (9,10) als Synchronmaschinen mit einer Feldwicklung aus HochTemperaturSupraleitern ausge führt sind, wobei die Ständerwicklungen als Luftspaltwicklun gen ausgeführt sind.
13. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregatte"nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dessen vier luftatmenden PEMBrennstoff zellen (7,8, 11,12) zur Wasserstoffversorgung zwei Diesel reformer (13,14) mit einer Leistung von je ca. 9 MW zugeord net sind.
14. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregatten nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dessen EnergieerzeugerSegment über meh rere Schiffssicherungsbereiche SSB1, SSB2, SSB3 der Aus rüstungssystemSchiffstyp"Fregatten verteilt ist.
15. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregattem nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem ein erstes EWerk mit zwei luft atmenden PEMBrennstoffzellen (7,8) in einem heckseitigen, ersten Schiffssicherungsbereich SSB1, vorzugsweise nahe dem Übergang zu einem schiffsmittigen, zweiten Schiffssicherungs bereich SSB2, angeordnet ist.
16. AusrüstungssystemSchiffstyp"FregatteB nach einem der Ansprüche 9 bis 15, bei dem ein zweites EWerk, das sich in einen heckseitigen EWerkabschnitt mit zwei Gasturbinen (15, 16) und einen bugseitigen EWerkabschnitt mit den Generatoren (9,10) gliedert, in einem schiffsmittigen, zweiten Schiffs sicherungsbereich SSB2 angeordnet ist.
17. AusrüstungssystemSchiffstyp"FregatteM nach Anspruch 16, bei dem der heckseitige (15,16) und der bugseitige E Werkabschnitt (9,10) des zweiten EWerks in benachbarten Ab teilungen VIII, IX des schiffsmittigen, zweiten Schiffssiche rungsbereichs SSB2 angeordnet sind.
18. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregatten nach einem der Ansprüche 9 bis 17, bei dem ein drittes EWerk mit zwei luft atmenden PEMBrennstoffzellen (11,12) in einem zwischen dem zweiten, schiffsmittigen Schiffssicherungsbereich SSB2 und einem bugseitigen Schiffssicherungsbereich SSB4 angeordneten dritten Schiffssicherungsbereich SSB3, vorzugsweise nahe dem Übergang zum schiffsmittigen, zweiten Schiffssicherungsbe reich SSB2, angeordnet ist.
19. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregattem nach einem der Ansprüche 9 bis 18, bei dem eine erste Dieselreformerzentrale mit einem Dieselreformer (13) im schiffsmittigen, zweiten Schiffssicherungsbereich SSB2, vorzugsweise in der den bug seitigen EWerkabschnitt (9,10) des zweiten EWerks aufneh menden Abteilung IX desselben, angeordnet ist.
20. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregattem nach einem der Ansprüche 9 bis 19, bei dem eine zweite Dieselreformerzentra le mit einem Dieselreformer (14) im zwischen dem schiffsmit tigen, zweiten Schiffssicherungsbereich SSB2 und dem bugsei tigen Schiffssicherungsbereich SSB4 angeordneten dritten Schiffssicherungsbereich SSB3, vorzugsweise nahe dem Über gang zum bugseitigen Schiffssicherungsbereich SSB4, angeord net ist.
21. AusrüstungssystemSchiffstyp"FregatteM nach einem der Ansprüche 2 bis 20, dessen PODAntriebsSegmente (2,3) für eine Marschfahrt des AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregattem, z. B. von ca. 22 kn, ausgelegt und in diesem Betriebszustand mittels der BrennstoffzellenSegmente (7,8, 11,12) mit e lektrischer Energie versorgbar sind.
22. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregatte"nach einem der Ansprüche 2 bis 21, dessen WaterjetAntriebsSegmente (4,5) für eine Höchstfahrt des AusrüstungssystemSchiffstyp"Fre gatte", z. B. von ca. 26 kn, ausgelegt und in diesem Betriebs zustand mittels der beiden Generatoren (9,10) mit elektri scher Energie versorgbar sind.
23. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregattem nach einem der Ansprüche 2 bis 22, dessen WaterjetAntriebsSegmente (4,5) zum emissionsarmen Anfahren derselben aus zumindest einem BrennstoffzellenSegment (7,8, 11,12) bis zur Erreichung der Leistungsgrenze des bzw. der BrennstoffzellenSegmente (7,8, 11,12) mit elektrischer Leistung versorgbar sind.
24. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregatten nach einem der Ansprüche 2 bis 23, der bei gleichzeitigem Betrieb seiner PODAntriebsSegmente (2,3) und seiner WaterjetAntriebs Segmente (4,5) Geschwindigkeiten > 30 kn erreicht, wobei die Verteilung der mittels des EnergieerzeugerSegments erzeugten elektrischen Energie mittels des EnergieverteilungsSegments und eines Energiemanagements eines AutomationTrägersystem Schiff (33) wirkungsgradoptimiert realisierbar ist.
25. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregatte"nach einem der Ansprüche 2 bis 24, dessen EnergieverteilungsSegment ein brennstoffzellengespeistes Fahrnetz (18,19), mittels dem die PODAntriebsSegmente (2,3) mit elektrischer Energie ver sorgbar sind, und ein generatorgespeistes Fahrnetz (21) auf weist, mittels dem die WaterjetAntriebsSegmente (4,5) mit elektrischer Energie versorgbar sind.
26. AusrüstungssystemSchiffstyp"FregatteM nach Anspruch 25, bei dem das brennstoffzellengespeiste Fahrnetz (18,19) einen heckseitigen Netzabschnitt (18), der im wesentlichen dem heckseitigen, ersten Schiffssicherungsbereich SSB1 zugeord net ist, und einen bugseitigen Netzabschnitt (19) aufweist, der im wesentlichen dem dritten Schiffssicherungsbereich SSB 3 zugeordnet und über geeignete Kopplungselemente (20) mit dem heckseitigen Netzabschnitt (18) verbindbar ist.
27. AusrüstungssystemSchiffstyp"FregatteM nach Anspruch 25 oder 26, bei dem das generatorgespeiste Fahrnetz (21) im we sentlichen dem schiffsmittigen, zweiten Schiffssicherungsbe reich SSB2 zugeordnet und mittels geeigneter Kopplungsele mente (22,23) mit dem brennstoffzellengespeisten Fahrnetz (18,19) verbindbar ist.
28. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregattem nach Anspruch 26 oder 27, bei dem ein im bugseitigen Schiffssicherungsbereich SSB4 angeordneter Hilfsantrieb (24) mittels des bugseitigen Netzabschnitts (19) des brennstoffzellengespeisten Fahrnetzes (18,19) mit elektrischer Energie versorgbar ist.
29. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregatten nach einem der Ansprüche 25 bis 28, bei dem Bordnetzverbraucher, z. B. Waf fensystemeinheiten (25,26) aus dem gesamten Energieerzeuger Segment, vorteilhaft mittels des brennstoffzellengespeisten Fahrnetzes (18,19) mit elektrischer Energie versorgbar sind.
30. AusrüstungssystemSchiffstyp"FregatteM nach einem der Ansprüche 25 bis 29, mit NiederspannungsEWerken (27,28, 29), die in unterschiedlichen Schiffssicherungsbereichen SSB 1, SSB2, SSB3 angeordnet, an das jeweils zugeordnete Fahr netz (18,21, 19) angeschlossen und mittels geeigneter Kopp lungselemente (30,31, 32) untereinander verbindbar sind.
31. AusrüstungssystemSchiffstyp"FregatteB nach einem der Ansprüche 1 bis 30, zu dessen AutomationsSegment (33) eine eine Vielzahl Terminals (36) aufweisende AutomationsZentrale (34) mit einem Terminalbus (35) und eine Mehrzahl Server ge hören, die an den Terminalbus (35) und an einen Systembus (38) angeschlossen sind, an den unterschiedlichen Schiffssi cherungsbereichen SSB1, SSB2, SSB3, SSB4 zugeordnete Steuernetze (39,40, 41) angeschlossen sind.
32. AusrüstungssystemSchiffstyp"FregatteB nach Anspruch 31, mit einem im Wesentlichen dem heckseitigen, ersten Schiffssi cherungsbereich SSB1 zugeordneten ersten Steuernetz (39), dem die beiden PODAntriebsSegmente (2,3), die beiden ach tern angeordneten BrennstoffzellenSegmente (7,8), der ach tern angeordnete Dieselreformer (13) und die im heckseitigen, ersten Schiffssicherungsbereich SSB1 vorgesehene Schiffsbe triebstechnik (42) zugeordnet sind.
33. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregatten nach Anspruch 31 oder 32, mit einem im Wesentlichen dem schiffsmittigen, zwei ten Schiffssicherungsbereich SSB2 zugeordneten zweiten Steu ernetz (40), dem die beiden Generatoren (9, 10), die beiden WaterjetAntriebsSegmente (4,5) und die im schiffsmittigen, zweiten Schiffssicherungsbereich SSB2 vorgesehene Schiffsbe triebstechnik (43) zugeordnet sind.
34. AusrüstungssystemSchiffstyp"Fregatten nach einem der Ansprüche 31 bis 33, mit einem im Wesentlichen dem dritten Schiffssicherungsbereich SSB3 und dem bugseitigen Schiffssi cherungsbereich SSB4 zugeordneten dritten Steuernetz (41), dem die beiden vorne angeordneten BrennstoffzellenSegmente (11,12), der vorne angeordnete Dieselreformer (14), das QuerstrahlruderSegment (6) und die im dritten Schiffssiche rungsbereich SSB3 und bugseitigen Schiffssicherungsbereich SSB4 vorgesehene Schiffsbetriebstechnik (44) zugeordnet sind.
Description:
Beschreibung Ausrüstungssystem-Schiffstyp"FregatteM Die Erfindung bezieht sich auf einen Ausrüstungssystem- Schiffstyp"FregatteM mit Standard-Ausrüstungs-Segmenten, wie einem Energieerzeuger-, einem Energieverteilungs-, einem An- triebs-und einem Automations-Segment, und mit einem Schiffs- körper, der größen-und anforderungsspezifisch an den Ausrüs- tungssystem-Schiffstyp"FregatteB angepasst ist.

Aus der WO 02/057132 A1 ist ein Marineschiff bekannt, das so ausgestaltet ist, dass es den gegenwärtigen Anforderungen an Emissionsarmut genügt, wobei darüber hinaus eine hohe Uberle- bensfähigkeit im Fall von Gefechtsschäden gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik einen Ausrüstungs- system-Schiffstyp"Fregatten mit Standard-Ausrüstungs-Segmen- ten zu schaffen, der mit einem geringeren technisch-konstruk- tiven und wirtschaftlichen Aufwand herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zu- mindest ein Standard-Ausrüstungs-Segment, wie das Energieer- zeuger-und/oder das Energieverteilungs-und/oder das An- triebs-und/oder das Automations-Segment aus Standard- Einheiten bzw. -Komponenten aufgebaut ist, die entsprechend den Anforderungen an den Ausrüstungssystem-Schiffstyp"Fre- gattem in dessen Schiffskörper angeordnet und die in Schiffs- körpern unterschiedlicher Ausrüstungssystem-Schiffstypen ein- baubar sind.

Die erfindungsgemäße Lösung hat zur Folge, dass die einzelnen Komponenten der vorstehend genannten Segmente-aufgrund grö- ßerer möglicher Stückzahlen-mit einem erheblich geringeren technisch-konstruktiven und damit auch wirtschaftlichen Auf- wand herstellbar sind. Darüber hinaus ergibt sich aufgrund

der Vereinheitlichung der das Energieerzeuger-und/oder das Energieverteilungs-und/oder das Antriebs-und/oder das Auto- mations-Segment des Ausrüstungssystem-Schiffstyp"Fregatten bildenden Einheiten bzw. Komponenten eine erhebliche Reduzie- rung der notwendigen Ausbildungs-und Einarbeitungsmaßnahmen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemä- ßen Ausrüstungssystem-Schiffstyp"Fregatte"weist dessen An- triebs-Segment zwei POD-Antriebs-Segmente und zwei Waterjet- Antriebs-Segmente auf, wobei die beiden ersten vorzugsweise als vollelektrische Leichtgewichts-POD-Antriebe ausgebildet sind, vorzugsweise mit einer Leistung von 6 bis 8, insbeson- dere 7 MW, und wobei die beiden letzteren vorzugsweise als Twin-Waterjet-Antriebe ausgebildet sind und vorzugsweise eine Leistung von 12 bis 16, insbesondere 14 (2x7) MW, aufweisen.

Zum Antriebs-Segment kann darüber hinaus ein Querstrahlruder- Segment gehören, das vorzugsweise als 0,5 MW-Bugstrahl- Thruster ausgebildet ist.

Um die POD-Antriebs-Segmente und/oder die Waterjet-Antriebs- Segmente und/oder das Querstrahlruder-Segment möglichst mit geringen Gewichten und Abmessungen zu bauen, ist es zweckmä- ßig, wenn die Elektromotoren derselben mit Wicklungen aus Hoch-Temperatur-Supraleitern ausgeführt sind.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Ausrüstungssystem-Schiffstyp"Fregattem sind die Elektromotoren der POD-Antriebs-Segmente und/oder der Water- jet-Antriebs-Segmente und/oder des Querstrahlruder-Segments als Synchronmaschinen mit einer Feldwicklung aus Hoch- Temperatur-Supraleitern und die Ständerwicklungen als Luft- spaltwicklungen ausgeführt.

Wenn die Waterjet-Antriebs-Segmente mit einem Koaxial-Abgas- Düsen-Segment ausgerüstet sind, ist es möglich, Abgase von Verbrennungskraftmaschinen, wie z. B. Gasturbinen oder Diesel-

motoren, zum Antrieb von elektrischen Energieerzeugungsma- schinen und ggf. weiterer Anlagen, durch die Waterjet- Antriebs-Segmente in das den Ausrüstungssystem-Schiffstyp "Fregatte'umgebende Wasser abzuleiten, so dass die erfassba- re Wärmeemission der Ausrüstungssystem-Schiffstyp"FregatteM erheblich reduziert ist.

Bei einer Ausführungsform des Ausrüstungssystem-Schiffstyp "Fregatte'mit einer Länge über alles von ca. 138 m, einer Breite über alles von ca. 17,5 m und einer Typverdrängung von ca. 5500 to sind seine beiden POD-Antriebs-Segmente zweckmä- ßigerweise im Achterschiff ca. Spt. 7,5 und ca. 5,50 m aus Mitteschiff angeordnet.

Um zu vermeiden, dass sich bei gleichzeitigem Betrieb der POD-Antriebs-Segmente und der Waterjet-Antriebs-Segmente die- se unvorteilhaft beeinflussen, beträgt der Abstand in Längs- richtung zwischen der Mitte der POD-Antriebs-Segmente bzw. der Nase ihrer Zugpropeller einerseits und der Wasseraus- trittöffnung der Gondeln der Waterjet-Antriebs-Segmente ande- rerseits mindestens 25 m bzw. 22 m, vorteilhaft ca. 35 m bzw.

32 m.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Schiffskörpers des erfindungsgemäßen Ausrüstungssystem-Schiffstyp"Fregatte" ist ersterer im Hinterschiffsbereich, vorzugsweise bis ca.

Spt. 26 bis 27, strukturell so ausgeführt, dass mittels ihm das Gewicht der beiden POD-Antriebs-Segmente von jeweils z. B. ca. 65 to und der dazugehörigen Aggregate, wie Umrichter, Steuergeräte etc., von z. B. ca. 20 bis 30 to und die aufgrund des Betriebs der beiden POD-Antriebs-Segmente auftretenden A- xialkräfte festigkeitsmäßig aufnehmbar sind.

Wenn das Gewicht der beiden POD-Antriebs-Segmente sowie der dazugehörigen Aggregate von z. B. ca. 150 bis 160 to durch die Anordnung schwerer Ausrüstungsmodule, z. B. eines 32-Cell- Missile-Launcher, im Vorschiffsbereich ausgeglichen ist, kann

vermieden werden, dass die Form des Schiffskörpers im Hinter- schiffsbereich verbreitert werden muss, so dass eine gravie- rende Veränderung der Verdrängungskurve vermieden wird.

Das Energieerzeuger-Segment des erfindungsgemäßen Ausrüs- tungssystem-Schiffstyp"Fregatten besteht vorteilhaft aus Brennstoffzellen-Segmenten und Generator-Segmenten, wobei als Brennstoffzellen-Segmente vorteilhaft vier luftatmende PEM- Brennstoffzellen und als Generator-Segmente vorteilhaft zwei gasturbinengetriebene Generatoren zum Einsatz kommen. Jede PEM-Brennstoffzelle hat zweckmäßigerweise eine Leistung von ca. 4,5 MW (Netto) bzw. 6 MW (Brutto) ; die beiden gasturbi- nengetriebenen Generatoren haben vorteilhaft jeweils eine Leistung von ca. 16 MW.

Um in Notfällen das Anfahren der Brennstoffzellen-Segmente zu sichern, sollte das Energieerzeuger-Segment zusätzlich mit einer entsprechenden Energiekapazität ausgelegte Hochleis- tungsbatterien aufweisen.

Um die gasturbinengetriebenen Generatoren mit den erforderli- chen Abmessungen und dem erforderlichen Gewicht bauen zu kön- nen, ist es zweckmäßig, wenn diese Generatoren mit Wicklungen aus Hoch-Temperatur-Supraleitern ausgerüstet sind.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Ausrüstungssystem-Schiffstyp"Fregatte"sind de- ren Generatoren als Synchronmaschinen mit einer Feldwicklung aus Hoch-Temperatur-Supraleitern ausgeführt, wobei die Stän- derwicklung als Luftspaltwicklung ausgeführt ist.

Zur Wasserstoffversorgung der vier luftatmenden PEM-Brenn- stoffzellen sind zweckmäßigerweise zwei Dieselreformer mit einer Leistung von je ca. 9 MW vorgesehen.

Zur Erhöhung der Standkraft des Ausrüstungssystem-Schiffstyp "Fregatte"ist es vorteilhaft, wenn dessen Energieerzeuger-

Segment über mehrere Schiffssicherungsbereiche des Ausrüs- tungssystem-Schiffstyp"Fregattem verteilt ist.

Zweckmäßigerweise ist ein erstes E-Werk mit zwei luftatmenden PEM-Brennstoffzellen in einem heckseitigen ersten Schiffssi- cherungsbereich, vorzugsweise nahe dem Übergang zu einem schiffsmittigen, zweiten Schiffssicherungsbereich angeordnet.

Entsprechend kann ein zweites E-Werk, das sich in einen heck- seitigen E-Werkabschnitt mit zwei Gasturbinen und einen bug- seitigen E-Werkabschnitt mit den Generatoren gliedert, in ei- nem schiffsmittigen, zweiten Schiffssicherungsbereich ange- ordnet sein.

Der heckseitige und der bugseitige E-Werkabschnitt des zwei- ten E-Werks sind vorteilhaft in benachbarten Abteilungen des schiffsmittigen, zweiten Schiffssicherungsbereichs angeord- net.

Vorteilhaft wiederum davon räumlich getrennt ist ein drittes E-Werk mit zwei luftatmenden PEM-Brennstoffzellen in einem zwischen dem zweiten, schiffsmittigen Schiffssicherungsbe- reich und einem bugseitigen Schiffssicherungsbereich angeord- neten dritten Schiffssicherungsbereich angeordnet, vorzugs- weise nahe dem Übergang zum schiffsmittigen, zweiten Schiffs- sicherungsbereich.

Eine erste Dieselreformerzentrale mit einem Dieselreformer kann im schiffsmittigen, zweiten Schiffssicherungsbereich an- geordnet werden, wobei sie vorzugsweise in derjenigen Abtei- lung des zweiten Schiffssicherungsbereichs sich befinden kann, in dem auch der bugseitige E-Werkabschnitt des zweiten E-Werks vorgesehen ist.

Getrennt hiervon ist eine zweite Dieselreformerzentrale mit einem Dieselreformer angeordnet, und zwar im zwischen dem schiffsmittigen, zweiten Schiffssicherungsbereich und dem

bugseitigen Schiffssicherungsbereich angeordneten dritten Schiffssicherungsbereich, vorzugsweise nahe dem Übergang zum bugseitigen Schiffssicherungsbereich.

Die POD-Antriebs-Segmente des Ausrüstungssystem-Schiffstyp "Fregatte'sind vorteilhaft für eine Marschfahrt derselben mit einer Geschwindigkeit bis zu ca. 22 kn ausgelegt und wer- den in diesem Betriebszustand mittels der Brennstoffzellen- Segmente mit elektrischer Energie versorgt.

Dahingegen sind die Waterjet-Antriebs-Segmente gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ausrüstungssystem-Schiffstyp"FregatteM für eine Höchstfahrt derselben, die z. B. mit einer Geschwindigkeit von ca. 26 kn erfolgen kann, ausgelegt, und werden in diesem Betriebszu- stand mittels der beiden Generatoren mit elektrischer Energie versorgt.

Zum emissionsarmen Anfahren der Waterjet-Antriebs-Segmente sind diese vorteilhaft aus zumindest einem Brennstoffzellen- Segment bis zur Erreichung der Leistungsgrenze des bzw. der Brennstoffzellen-Segmente mit elektrischer Leistung versorg- bar.

Zur Optimierung der erzielbaren Geschwindigkeit des Ausrüs- tungssystem-Schiffstyp"FregatteB und des Energieverbrauchs desselben werden bei einem gleichzeitigen Betrieb der POD- Antriebs-Segmente und der Waterjet-Antriebs-Segmente, bei dem Geschwindigkeiten > 30 kn erreicht werden können, die Vertei- lung der mittels des Energieerzeuger-Segments erzeugten e- lektrischen Energie zweckmäßigerweise mittels des Energiever- teilungs-Segments und eines Energiemanagements eines Automa- tion-Trägersystem-Schiff wirkungsgrad-optimiert realisiert.

Das Energieverteilungs-Segment des Ausrüstungssystem- Schiffstyp"FregatteB gliedert sich vorteilhaft in ein brenn- stoffzellengespeistes Fahrnetz, mittels dem die POD-Antriebs-

Segmente mit elektrischer Energie versorgbar sind, und ein generatorgespeistes Fahrnetz, mittels dem die Waterjet- Antriebs-Segmente mit elektrischer Energie versorgbar sind.

Das brennstoffzellengespeiste Fahrnetz hat vorteilhaft einen hecksseitigen Netzabschnitt, der im wesentlichen dem hecksei- tigen, ersten Schiffssicherungsbereich zugeordnet ist, und einen bugseitigen Netzabschnitt, der im wesentlichen dem dritten Schiffssicherungsbereich zugeordnet und über geeigne- te Kopplungselemente mit dem heckseitigen Netzabschnitt ver- bindbar ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Ausrüstungssystem-Schiffstyp"Fregatte"ist des- sen generatorgespeistes Fahrnetz im wesentlichen dem schiffs- mittigen, zweiten Schiffssicherungsbereich zugeordnet und mittels geeigneter Kopplungselemente mit dem brennstoffzel- lengespeisten Fahrnetz verbindbar. Hierdurch wird die Stand- kraft sowohl des Energieerzeuger-Segments als auch des davon mit elektrischer Energie versorgten Antriebs-Segments des Ausrüstungssystem-Schiffstyp"Fregattem erheblich erhöht.

Wenn ein im bugseitigen Schiffssicherungsbereich angeordneter Hilfsantrieb mittels des bugseitigen Netzabschnitts des brennstoffzellengespeisten Fahrnetzes mit elektrischer Ener- gie versorgbar ist, kann dieser Hilfsantrieb in Verbindung mit dem bugseitig angeordneten Querstrahlruder-Segment des Antriebs-Segments dafür Sorge tragen, dass der erfindungsge- mäße Ausrüstungssystem-Schiffstyp"Fregattem-stark beschä- digt-weiterhin mit einer, wenn auch vergleichsweise gerin- gen, Geschwindigkeit bewegbar und manövrierfähig bleibt.

Weitere Bordnetzverbraucher, z. B. Waffensystemeinheiten des erfindungsgemäßen Ausrüstungssystem-Schiffstyp"Fregattem sind aus dem gesamten Energieerzeuger-Segment vorteilhaft mittels des brennstoffzellengespeisten Fahrnetzes mit elekt- rischer Energie versorgbar.

Zum Anschluss der vorhandenen Schiffsbetriebstechnik an die beiden Fahrnetze kann es zweckmäßig sein, wenn Niederspan- nungs-E-Werke vorgesehen sind, die in unterschiedlichen Schiffssicherungsbereichen angeordnet, an das jeweils zuge- ordnete Fahrnetz angeschlossen und mittels geeigneter Kopp- lungselemente untereinander verbindbar sind.

Um den Betrieb des Energieerzeuger-, des Energieverteilungs- und des Antriebs-Segments des Ausrüstungssystem-Schiffstyp "Fregatte'zu optimieren, gehört vorteilhaft zu deren Automa- tions-Segment, das in Form eines Automation-Trägersystem- Schiff ausgebildet ist, eine eine Vielzahl Terminals aufwei- sende Automations-Zentrale mit einem Terminalbus und eine Mehrzahl Server, die an den Terminalbus und an einen System- bus angeschlossen sind, an den unterschiedlichen Schiffssi- cherungsbereichen zugeordnete Steuernetze angeschlossen sind.

Ein im wesentlichen dem heckseitigen, ersten Schiffssiche- rungsbereich zugeordnetes erstes Steuernetz dient zweckmäßi- gerweise dazu, die beiden POD-Antriebs-Segmente, die beiden achtern angeordneten Brennstoffzellen-Segmente, den achtern angeordneten Dieselreformer und die im heckseitigen ersten Schiffssicherungsbereich vorgesehene Schiffsbetriebstechnik zu steuern und zu überwachen.

Ein im Wesentlichen dem schiffsmittigen, zweiten Schiffssi- cherungsbereich zugeordnetes zweites Steuernetz kann dazu dienen, die beiden Generatoren, die beiden Waterjet-Antriebs- Segmente und die im schiffsmittigen, zweiten Schiffssiche- rungsbereich vorgesehene Schiffsbetriebstechnik zu steuern und zu überwachen.

Entsprechend können mittels eines im wesentlichen dem dritten und dem bugseitigen Schiffssicherungsbereich zugeordneten dritten Steuernetzes die beiden vorne angeordneten Brenn- stoffzellen-Segmente, der vorne angeordnete Dieselreformer, das Querstrahlruder-Segment und die im dritten und bugseiti-

gen Schiffssicherungsbereich vorgesehene Schiffsbetriebstech- nik gesteuert und überwacht werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen : FIGUR 1 eine Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ausrüstungssystem- Schiffstyp"Fregatte ; FIGUR 2 eine FIGUR 1 entsprechende Darstellung des erfin- dungsgemäßen Ausrüstungssystem-Schiffstyp"Fregat- te'mit dessen Schiffssicherungsbereichen und Ab- teilungen ; FIGUR 3 eine Prinzipdarstellung der Energieverteilung und der Bordstromversorgung des in den FIGUREN 1 und 2 dargestellten erfindungsgemäßen Ausrüstungssystem- Schiffstyp"Fregatte ; und FIGUR 4 eine Automations-Zentrale des in den FIGUREN 1 und 2 dargestellten erfindungsgemäßen Ausrüstungssys- tem-Schiffstyp"Fregatte.

Eine in den FIGUREN 1 und 2 in Längsschnittdarstellung ge- zeigt Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ausrüstungssys- tem-Schiffstyp"Fregattea hat einen Schiffskörper 1, der ent- sprechend dem Ausrüstungssystem-Schiffstyp"FregatteB ausge- legt und bemessen ist.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel hat der Ausrüstungssystem- Schiffstyp"FregatteB eine Länge über alles von ca. 138 m, eine Länge in der Kielwasserlinie von ca. 132 m, eine Breite über alles von ca. 17,5 m, eine Breite in der Kielwasserlinie von ca. 16,7 m, einen konstr. Tiefgang von ca. 4,95 m, einen maximalen Tiefgang von 6,5 m, eine Typverdrängung von ca.

5500 to und eine maximale Geschwindigkeit oberhalb von 30 kn.

Im Schiffskörper 1 sind Standard-Ausrüstungs-Segmente wie ein Energieerzeuger-Segment, ein Energieverteilungs-Segment, ein Antriebs-Segment und ein Automations-Segment aus Stan- dard-Einheiten bzw. -Komponenten gemäß den Anforderungen an den Ausrüstungssystem-Schiffstyp"FregatteM angeordnet.

Die einzelnen Einheiten, durch die die genannten Segmente ge- bildet bzw. zusammengestellt werden, sind als standardisier- te, vorfertigbare Einheiten ausgebildet. Sie können anstelle im im Folgenden geschilderten Ausrüstungssystem-Schiffstyp "Fregatte'auch im Zusammenhang mit anderen Ausrüstungssys- tem-Schiffstypen eingesetzt werden.

Für den Ausrüstungssystem-Schiffstyp"Fregatte"mit seiner Typverdrängung von ca. 5500 to und einer angenommenen Maxi- malgeschwindigkeit oberhalb von 30 kn besteht in der darge- stellten Ausführungsform das Antriebs-Segment aus zwei POD- Antriebs-Segmenten 2,3 und zwei Waterjet-Antriebs-Segmenten 4,5. Zusammen bilden diese eine sog. COPAW (Combined Pod and Waterjet) Antriebsanlage, die zudem vollelektrisch ausgebil- det ist. Zum Antriebs-Segment gehört auch ein Querstrahlru- der-Segment 6, welches nahe dem Bug des Schiffskörpers 1 an- geordnet ist.

Bei den beiden POD-Antriebs-Segmenten 2,3 handelt es sich um für Marinezwecke ausgelegte Leichtgewichts-POD-Antriebe mit einer Leistung von jeweils 7 MW. Mit diesen POD-Antriebs- Segmenten 3,4 kann sich der Ausrüstungssystem-Schiffstyp "Fregatte'in Marschfahrt bis zu einer Geschwindigkeit von 22 kn bewegen, wodurch eine geräusch-und emissionsarme Dauer- marschfahrt realisiert wird. Die beiden Leichtgewichts-POD- Antriebe 2,3 sind jeweils mit einem Elektromotor mit Wick- lungen aus Hoch-Temperatur-Supraleitern ausgerüstet. Hier- durch kann bei der je POD-Antriebs-Segment 2,3 vorgegebenen Leistung von 7 MW ein Gewicht von 65 to je POD-Antriebs- Segment 2,3 eingehalten werden.

Die elektrische Energie für die beiden POD-Antriebs-Segmente 2,3 wird durch später beschriebene Brennstoffzellen-Segmente 7,8, 11,12 erzeugt. Diese Brennstoffzellen-Segmente 7,8, 11,12 sind für den vorstehend geschilderten Geschwindig- keitsbereich ausgelegt.

Im Zuge getätigter Untersuchungen hat sich herausgestellt, dass ein der vorstehend geschilderten Dauermarschfahrt ent- sprechendes Fahrprofil über ca. 80 % der Lebens-bzw. Fahr- zeit des Ausrüstungssystem-Schiffstyp angesetzt werden kann.

Für einen oberhalb von 22 kn liegenden Geschwindigkeitsbe- reich weist das Antriebs-Segment die beiden vorstehend ge- nannten Waterjet-Antriebs-Segmente 4,5 auf. Jedes dieser beiden Waterjet-Antriebs-Segmente 4,5 ist als Twin-Waterjet- Antrieb ausgebildet, im gezeigten Ausführungsbeispiel als Twin-Waterjet-Antrieb mit einer Leistung von 14 MW. Mittels der beiden Twin-Waterjet-Antriebe 4, 5 lässt sich eine Ge- schwindigkeit des Ausrüstungssystem-Schiffstyp"Fregatten bis zu 26 kn erreichen. Jeder der beiden Twin-Waterjet-Antriebe 4,5 hat zwei Elektromotoren mit Wicklungen aus Hoch- Temperatur-Supraleitern und einer Leistung von jeweils 7 MW.

Die elektrische Energie für den Betrieb der beiden Twin- Waterjet-Antriebe 4,5 wird durch zwei später beschriebene Generatoren 9,10 erzeugt.

Das Fahrprofil mit einer Geschwindigkeit des Ausrüstungssys- tem-Schiffstyp"Fregatte"oberhalb von 22 kn und bis zu 26 kn wird über ca. 15 % der Lebens-bzw. Fahrzeit des Ausrüstungs- system-Schiffstyp angesetzt.

In einem Geschwindigkeitsbereich, der oberhalb von 26 kn liegt und sich bis oberhalb von 30 kn erstrecken kann, werden den beiden Waterjet-Antriebs-Segmenten 4,5 die beiden POD- Antriebs-Segmente 2,3 zugeschaltet. In diesem Betriebszu- stand werden für die Erzeugung der elektrischen Energie so-

wohl die beiden Generatoren 9,10 als auch die vorstehend be- reits erwähnten Brennstoffzellen-Segmente 7,8, 11,12, die später noch beschrieben werden, eingesetzt.

Das Fahrprofil in diesem maximalen Geschwindigkeitsbereich wird über ca. 5 % der Lebens-bzw. Fahrzeit des Ausrüstungs- system-Schiffstyp"Fregatte"angesetzt.

Für das Energieerzeuger-Segment des vorstehend geschilderten Ausrüstungssystem-Schiffstyp"Fregatte"wird eine Brutto- Energieerzeugung für die gesamte Bordstromversorgung von ca.

56 MW zugrunde gelegt. Die hieraus resultierende Netto- Energieleistung von ca. 46 MW dient für den Betrieb der vor- stehend geschilderten COPAW-Antriebsanlage, die bei Höchst- fahrt im maximalen Geschwindigkeitsbereich oberhalb 30 kn ca.

42 MW benötigt, für den Bordbetrieb inkl. Waffen-und Elekt- ronikanlagen, für den ca. 2 MW benötigt werden, und als Re- serve in Höhe von 2 MW für Nachrüstungen, z. B. von nicht- lethalen oder Hochenergielaserwaffen.

Zu dem Energieerzeuger-Segment gehören die vier vorstehend bereits genannten Brennstoffzellen-Segmente 7,8, 11,12 und Generatoren 9,10. Darüber hinaus sind dem Energieerzeuger- Segment in den FIGUREN nicht dargestellte Hochleistungsbatte- rien zuzuordnen, die eine Energiekapazität bereitstellen, de- ren Leistung ausreichend ist, um die Brennstoffzellen- Segmente 7,8, 11,12 anzufahren.

Die Brennstoffzellen-Segmente 7,8, 11,12 sind als luftat- mende PEM-Brennstoffzellen ausgebildet. Jede der vier PEM- Brennstoffzellen 7,8, 11,12 hat eine Netto-Energieleistung von ca. 4,5 MW, was einer Brutto-Energieleistung von ca. 6 MW entspricht. Mittels der im Schiffskörper achtern und vorne angeordneten luftatmenden PEM-Brennstoffzellen 7,8, 11,12 wird die elektrische Energie für den geräuscharmen und um- weltfreundlichen Betriebszustand bis zu einer Geschwindigkeit von ca. 22 kn zur Verfügung gestellt, in dem die beiden POD-

Antriebs-Segmente 2,3 von den genannten PEM-Brennstoffzellen 7,8, 11,12 mit elektrischer Energie versorgt werden.

Für die Wasserstoffversorgung der Brennstoffzellen-Segmente 7,8, 11,12 sind zwei Dieselreformer 13,14 vorgesehen. Je- der dieser beiden Dieselreformer 13,14 hat eine Leistung von ca. 9 MW.

Die beiden Generatoren 9,10 des Energieerzeuger-Segments werden jeweils mittels einer Gasturbine 15,16 angetrieben.

Die beiden Generatoren 9,10 sind als Drehstromgeneratoren mit Wicklungen aus Hoch-Temperatur-Supraleitern ausgebildet und haben jeweils eine Leistung von ca. 16 MW, die ausrei- chend ist, um die vier Elektromotoren der beiden Twin- Waterjet-Antriebe 4,5 mit elektrischer Energie zu versorgen.

Durch den Einsatz von Wicklungen aus Hoch-Temperatur- Supraleitern lassen sich die Generatoren 9,10 mit erheblich kleineren Baugrößen und Gewichten realisieren als herkömmlich hergestellte Generatoren der entsprechenden Leistungsklasse.

Wie insbesondere aus FIGUR 2 hervorgeht, gliedert sich der Schiffskörper 1 des Ausrüstungssystem-Schiffstyp"Fregattem in der hier gezeigten Ausführungsform in vier Schiffssiche- rungsbereiche, nämlich den heckseitigen, ersten Schiffssiche- rungsbereich SSB-1, den schiffsmittigen, zweiten Schiffssi- cherungsbereich SSB-2, den dritten Schiffssicherungsbereich SSB-3 und den bugseitigen, vierten Schiffssicherungsbereich SSB-4.

Zum ersten Schiffssicherungsbereich SSB-1 gehören im gezeig- ten Ausführungsbeispiel des Ausrüstungssystem-Schiffstyp "Fregatte'die Abteilungen I-VI, zum zweiten Schiffssiche- rungsbereich SSB-2 die Abteilungen VII-XI, zum dritten Schiffssicherungsbereich SSB-3 die Abteilungen XII-XIV und zum vierten Schiffssicherungsbereich SSB-4 die Abteilungen XV und XVI.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel des Ausrüstungssystem- Schiffstyp"FregatteB sind die beiden Leichtgewichts-POD- Antriebe 2,3 im ersten Schiffssicherungsbereich SSB-1, d. h. im Achterschiff, ca. Spt. 7,5 und ca. 5,5 m aus Mitte Schiff angeordnet, und zwar in der Abteilung II.

Der Abstand zwischen der Mitte der Leichtgewichts-POD- Antriebe 2,3 bzw. den Nasen der Zugpropeller 17 der beiden Leichtgewichts-POD-Antriebe 2,3 einerseits und den Wasser- austrittsöffnungen der Gondeln der beiden Twin-Waterjet- Antriebe 4,5 andererseits beträgt-in Längsrichtung des Schiffskörpers 1 gesehen-ca. 35 m bzw. ca. 32 m.

Im Hinterschiffsbereich ist der Schiffskörper 1 bis ca.

Spt. 26 und 27 in seiner Struktur entsprechend der Gewichte der beiden Leichtgewichts-POD-Antriebe 2,3, die jeweils ca.

65 to wiegen, ausgelegt, wobei die zusätzlichen Gewichte für die den beiden Leichtgewichts-POD-Antrieben 2,3 zugeordneten Umrichter, Steuergeräte etc. von ca. 20 bis 30 to, d. h. ein Gesamtgewicht, welches den beiden Leichtgewichts-POD-Antrie- ben 2,3 zuzurechnen ist, von ca. 150 bis 160 to berücksich- tigt ist. Des weiteren muss bei der Auslegung des Schiffskör- pers 1 im Hinterschiffsbereich berücksichtigt werden, dass die im Betrieb der beiden Leichtgewichts-POD-Antriebe 2,3 auftretenden Axialkräfte festigkeitsmäßig aufgenommen werden müssen.

Das im Achterschiff aufgrund der dortigen Installation der beiden Leichtgewichts-POD-Antriebe 2,3 installierte Gewicht von ca. 150 bis 160 to wird durch die Anordnung entsprechend gewichtiger Ausrüstungsmodule, z. B. eines 32-Cell-Missile- Launcher im Vorschiffsbereich gewichtsmäßig ausgeglichen.

Deshalb ist es nicht erforderlich, dass der Schiffskörper 1 im Hinterschiffsbereich verbreitert werden muss. Durch diese optimale Anordnung der Standard-Ausrüstungs-Segmente kann ei- ne günstige Schiffsgestaltung erreicht werden. Es ergibt sich eine vorteilhafte Widerstandskennlinie der Schiffsform und

die Vortriebskraft für die geforderten Geschwindigkeiten wird dabei reduziert.

Die dem Energieerzeuger-Segment zuzurechnenden Brennstoffzel- len-Segmente 7,8, 11,12, Generatoren 9,10, Gasturbinen 15, 16 und Dieselreformer 13,14 des Ausrüstungssystem-Schiffstyp "Fregatte'sind in drei separat angeordneten E-Werken, ver- teilt im Schiffskörper 1, angeordnet.

Ein erstes E-Werk umfasst die beiden achtern angeordneten Brennstoffzellen-Segmente 7,8 und ist in der Abteilung VI des heckseitigen, ersten Schiffssicherungsbereichs SSB-1 an- geordnet.

Die beiden Gasturbinen 15,16, die über Untersetzungsgetriebe mit den beiden Generatoren 9,10 verbunden sind, bilden mit diesen ein zweites E-Werk, das sich in einen heckseitigen E- Werkabschnitt mit den beiden Gasturbinen 15,16 und einen bugseitigen E-Werkabschnitt mit den beiden Generatoren 9,10 gliedert. Der die beiden Gasturbinen 15,16 aufweisende heck- seitige E-Werkabschnitt beinhaltet auch die Untersetzungsge- triebe und ist im schiffsmittigen, zweiten Schiffssicherungs- bereich SSB-2, und zwar in der Abteilung VIII desselben, an- geordnet ; der die beiden Generatoren 9,10 aufnehmende bug- seitige E-Werkabschnitt ist in der benachbarten Abteilung IX desselben Schiffssicherungsbereichs SSB-2 angeordnet. Die Ab- teilungen VIII und IX können durch Doppelwandschotte ge- schützt sein.

Ein drittes E-Werk umfasst die beiden vorne angeordneten Brennstoffzellen-Segmente 11,12, die ebenfalls als luftat- mende PEM-Brennstoffzellen ausgebildet sind. Dieses dritte E- Werk ist im zwischen dem schiffsmittigen, zweiten Schiffssi- cherungsbereich SSB-2 und dem bugseitigen, vierten Schiffssi- cherungsbereich SSB-4 angeordneten dritten Schiffssicherungs- bereich SSB-3 angeordnet, und zwar in dessen Abteilung XII.

Eine erste Dieselreformer-Zentrale, in der der achtern ange- ordnete Dieselreformer 13 angeordnet ist, ist gemeinsam mit dem bugseitigen E-Werkabschnitt des zweiten E-Werks in Abtei- lung IX des schiffsmittigen, zweiten Schiffssicherungsbe- reichs SSB-2 angeordnet. Eine den vorne angeordneten Diesel- reformer 14 aufnehmende weitere Dieselreformer-Zentrale ist in Abteilung XIV des dritten Schiffssicherungsbereichs SSB-3 angeordnet. Durch die räumliche Verteilung der drei E-Werke und der beiden Dieselreformer-Zentralen auf drei unterschied- liche Schiffssicherungsbereiche ergibt sich eine maximale Standkraft des Ausrüstungssystem-Schiffstyp"Fregatte.

Es sei darauf hingewiesen, dass die beiden Dieselreformer 13, 14 in solchen Bereichen des Schiffskörpers 1 angeordnet sind, in denen üblicherweise zwei Deckshöhen vorgesehen sind, da derartige Dieselreformer 13,14 derzeit etwa 3,5 m hoch bau- en.

Durch die räumliche Trennung der beiden POD-Antriebs-Segmente 2,3 voneinander und von den ihrerseits räumlich voneinander getrennten beiden Waterjet-Antriebs-Segmenten 4, 5 in Verbin- dung mit der redundanten Energieversorgung durch die drei vorstehend geschilderten, auf drei Schiffssicherungsbereiche SSB-1, SSB-2 und SSB-3 verteilten E-Werke, die die vier Brennstoffzellen-Segmente 7,8, 11,12 und die beiden gastur- binengetriebenen Generatoren 9,10 aufnehmen, wird eine we- sentliche Standkrafterhöhung für das Antriebs-Segment des Ausrüstungssystem-Schiffstyp"FregatteB erzielt.

Mittels der beiden POD-Antriebs-Segmente 2,3 und/oder mit- tels der beiden Waterjet-Antriebs-Segmente 4,5 können insbe- sondere mit dem als 0,5 MW-Bugstrahl-Thruster ausgebildeten Querstrahlruder-Segment 6 beliebige Steuer-bzw. Rudermanöver durchgeführt werden.

Sowohl die beiden POD-Antriebs-Segmente 2,3 als auch die bei- den Waterjet-Antriebs-Segmente 4,5 sind hinsichtlich ihrer

Leistung stufenlos regelbar. Stopp-und Rückwärts-Manöver können sowohl durch eine Schubstrahlumlenkung der Waterjet- Antriebs-Segmente 4,5 als auch durch Drehen der POD- Antriebs-Segmente 2,3 realisiert werden.

Aufgrund der Kombination der Energieerzeugung aus den Brenn- stoffzellen-Segmenten 7,8, 11,12 und den gasturbinengetrie- benen Generatoren 9,10 und der daraus resultierenden Einbin- dung zweier unterschiedlicher Spannungssysteme in ein DC-und ein AC-Netz wird das Energieverteilungs-Segment, das in FIGUR 3 gezeigt ist, wie folgt gestaltet : Zum Energieverteilungs-Segment gehört ein brennstoffzellenge- speistes Fahrnetz 18,19, welches sich im dargestellten Aus- führungsbeispiel, wie dies in FIGUR 3 gezeigt ist, in einen heckseitigen Netzabschnitt 18 und einen bugseitigen Netzab- schnitt 19 gliedert.

Der heckseitige Netzabschnitt 18 ist im wesentlichen dem heckseitigen, ersten Schiffssicherungsbereich SSB-1 zugeord- net. Bei Marschfahrt des Ausrüstungssystem-Schiffstyps"Fre- gatte'bis zu 22 kn werden die beiden POD-Antriebs-Segmente 2,3 durch diesen Netzabschnitt 18 und den bugseitigen Netz- abschnitt 19 mit elektrischer Energie versorgt. In den Netz- abschnitt 18 speisen die beiden im ersten E-Werk achtern an- geordneten Brennstoffzellen-Segmente 7,8 ein. In den bugsei- tigen Netzabschnitt 19 speisen die beiden vorne im dritten E- Werk angeordneten Brennstoffzellen-Segmente 11,12 ein.

Die beiden Netzabschnitte 18,19 des brennstoffzellengespeis- ten Fahrnetzes sind über geeignete Kopplungselemente 20 mit- einander verbindbar.

Des weiteren ist ein generatorgespeistes Fahrnetz 21 vorgese- hen, welches im wesentlichen dem schiffsmittigen, zweiten Schiffssicherungsbereich SSB-2 zugeordnet ist. In dieses zweite Fahrnetz speisen die im zweiten E-Werk vorgesehenen

Generatoren 9,10 ein. Das generatorgetriebene Fahrnetz 21 dient im Geschwindigkeitsbereich des Ausrüstungssystem- Schiffstyp"Fregattem zwischen 22 kn und etwa 26 kn dazu, die beiden Waterjet-Antriebs-Segmente 4,5 mit elektrischer Ener- gie zu versorgen. Mittels geeigneter Kopplungselemente 22,23 ist das generatorgetriebene Fahrnetz 21 an die beiden Netzab- schnitte 18,19 des brennstoffzellengetriebenen Fahrnetzes anschließbar.

Ein im bugseitigen Schiffssicherungsbereich SSB-4 angeordne- ter Hilfsantrieb 24 wird durch das brennstoffzellengetriebene Fahrnetz, insbesondere durch dessen bugseitigen Netzabschnitt 19, mit elektrischer Energie versorgt. Mittels des Hilfsan- triebs 24 wird das Querstrahlruder-Segment 6 angetrieben. Es ist eine Ausgestaltung des Querstrahlruder-Segments 6 mög- lich, z. B. als ausfahrbarer Ruderpropeller mit den Funktionen eines sogenannten"Coming Home-Antriebs, bei der dieses bei Ausfall der weiteren Einheiten des Antriebs-Segments ausrei- chend ist, um den Ausrüstungssystem-Schiffstyp"FregatteM un- ter bestimmten Umständen mit einer vergleichsweise geringen Geschwindigkeit zu bewegen und zu manövrieren.

In FIGUR 3 sind des Weiteren eine achtern angeordnete Waffen- systemeinheit 25 und eine vorne angeordnete Waffensystemein- heit 26 gezeigt, die den Schiffssicherungsbereichen SSB-1 bzw. SSB-3 zugeordnet sind und die entsprechend aus dem heck- seitigen Netzabschnitt 18 bzw. dem bugseitigen Netzabschnitt 19 des brennstoffzellengetriebenen Fahrnetzes mit elektri- scher Energie versorgt werden.

Des Weiteren ist in jedem der Schiffssicherungsbereiche SSB- 1, SSB-2 und SSB-3 ein Niederspannungs-E-Werk 27,28, 29 vor- gesehen. Das im heckseitigen, ersten Schiffssicherungsbereich vorgesehene Niederspannungs-E-Werk 27 ist unmittelbar an den heckseitigen Netzabschnitt 18, das im dritten Schiffssiche- rungsbereich SSB-3 vorgesehene Niederspannungs-E-Werk 29 ist unmittelbar an den bugseitigen Netzabschnitt 19 des brenn-

stoffzellengetriebenen Fahrnetzes 18 angeschlossen ; das im schiffsmittigen, zweiten Schiffssicherungsbereich SSB-2 ange- ordnete Niederspannungs-E-Werk 28 ist unmittelbar an das ge- neratorgetriebene Fahrnetz 21 angeschlossen.

Mittels geeigneter Kopplungselemente 30,31 bzw. 32 sind die beiden Niederspannungs-E-Werke 27 und 29 untereinander und mit dem Niederspannungs-E-Werk 28 verbunden.

Um die Energieverteilung der von der COPAW-Antriebsanlage be- nötigten elektrischen Leistung zwischen den beiden POD- Antriebs-Segmenten 2, 3 und den beiden Waterjet-Antriebs- Segmenten 4,5 nach wirkungsgrad-optimierten Gesichtspunkten realisieren zu können, ist ein intelligentes Energie-Manage- ment vorgesehen, welches durch das in FIGUR 4 im Prinzip ge- zeigte Automation-Trägersystem-Schiff 33 zur Verfügung ge- stellt wird, welches das Automations-Segment des Ausrüstungs- system-Schiffstyp"Fregatte"bildet. Zu diesem Automation- Trägersystem-Schiff 33 gehört eine Automations-Zentrale 34, die im dargestellten Ausführungsbeispiel vier über einen Ter- minalbus 35 miteinander verbundene Terminals 36 aufweist. An diesen Terminalbus 35 sind mehrere redundant ausgeführte Ser- ver 37 angeschlossen, die andererseits an einen Systembus 38 angeschlossen sind. über den Systembus 38 haben die Server Zugriff auf im dargestellten Ausführungsbeispiel drei Steuer- netze 39,40, 41, von denen das Steuernetz 39 dem ersten Schiffssicherungsbereich SSB-1, das Steuernetz 40 dem zweiten Schiffssicherungsbereich SSB-2 und das Steuernetz 41 den Schiffssicherungsbereichen SSB-3 und SSB-4 zugeordnet ist.

Mittels des Steuernetzes 39 werden die beiden POD-Antriebs- Segmente 2,3, die beiden im ersten E-Werk achtern angeordne- ten Brennstoffzellen-Segmente 7,8, der achtern angeordnete Dieselreformer 13 und die im heckseitigen ersten Schiffssi- cherungsbereich SSB-1 vorgesehene Schiffsbetriebstechnik 42 gesteuert und überwacht.

Mittels des Steuernetzes 40 werden die beiden gasturbinenge- triebenen Generatoren 9,10 im zweiten E-Werk, die beiden Wa- terjet-Antriebs-Segmente 4,5 und die im schiffsmittigen, zweiten Schiffssicherungsbereich SSB-2 vorgesehene Schiffsbe- triebstechnik 43 gesteuert und überwacht.

Entsprechend werden über das Steuernetz 41 die beiden im dritten E-Werk vorne angeordneten Brennstoffzellen-Segmente 11,12, der vorne angeordnete Dieselreformer 14, das Quer- strahlruder-Segment 6 und die im dritten SSB-3 und bugseiti- gen Schiffssicherungsbereich SSB-4 vorgesehene Schiffsbe- triebstechnik 44 gesteuert und überwacht.