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Deck 3 – Geschichte des Schiffbaus: Vom Handwerk zur Wissenschaft

Audioguide zu Deck 3: Geschichte des Schiffbaus.

Schiffbauwerkstadt, als Modell auf Deck 3: Geschichte des Schiffbaus. Internationales Maritimes Museum Hamburg
Mehr Schiffbau auf Deck 3.

30 – Einführung: Deck 3, Geschichte des Schiffbaus

Das Deck 3 des Internationalen Maritimen Museums beschäftigt sich mit der Geschichte des Schiffbaus.
 
Die Galerie an der rechten Seite des Eingangsbereiches verdeutlicht, dass Schiffbau eine hohe Kunst ist. Wie Artefakte werden die Exponate präsentiert Sie zeigen den Wandel des im Schiffbau über Jahrtausende verwendeten Baumaterials. Stets nutzten Schiffbauer langsam nachwachsende  Rohstoffe, etwa Holz. Erst in jüngerer Vergangenheit kamen in beliebigen Mengen herstellbare Materialien wie Eisen, Stahl und Kunststoff  hinzu. Schiffbau ist das kunstfertige Zusammenfügen des Materials zu einem komplexen Gebilde.
 
Die Geschichte kennt kein zweites von Menschen geschaffenes Objekt mit einer solch langen Tradition wie das Schiff. Es ist selbstverständlich, dass die Schiffbaukunst während dieser langen Periode einem bedeutenden Wandel unterlag.
 
Auf allen Kontinenten und zu allen Zeiten wurden Schiffe und Boote allein mit handwerklichem Können erbaut. Schiffbaumeister übertrugen ihr Wissen über Bau und Fertigungstechnik eines Fahrzeugs auf ihre Nachfolger. Seit dem 17. und 18. Jahrhundert, dem Zeitalter von Wissenschaft und Aufklärung, wird gerade auch der Schiffbau von Methoden bestimmt, die auf naturwissenschaftlichen Grundlagen basieren. Werften bauten von nun an auf der Basis von Plänen und Modellen, die auf Berechnungen und Planung beruhten. Auch davon erzählt unser kurzer Rundgang durch die Schiffbaugeschichte.

(Video) Deck 3-Führung mit Knut Kührmann

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31 – Schiffbau als Wissenschaft

Der Schiffbau spiegelt die technischen Möglichkeiten einer Epoche wider. Schon frühe Schilfboote oder Flösse waren trotz ihrer, aus heutiger Sicht, einfachen Konstruktion sehr tüchtige Fahrzeuge. Stabile, aus einem einzelnen Baumstamm gefertigte Einbäume kamen in Europa nach dem Ende der Eiszeit auf. Das primitiv anmutende Wasserfahrzeug wurde mit der Zeit komplexer und erleichterte die Entwicklung vom Boot zum Schiff.
 
Die ersten schriftlichen Aufzeichnungen mit Schiffsentwürfen datieren aus dem späten Mittelalter. Im Mittelmeerraum bauten Werftplätze bereits seit dem 7. Jahrhundert Schiffe in der Spantenbauweise. Der Bau eines Schiffsrumpfes „auf Spant“ erfordert im Gegensatz zur traditionellen Schalenbauweise, die stets eine ähnliche Rumpfform ergibt,  einen exakten Entwurf. Beim Spantenbau wird zunächst das Schiffsgerippe erstellt, das dann mit einer stabilen Beplankung versehen wird. Was lag näher, als diesen Entwurf mit einer Zeichnung vorzubereiten?
 
Neue naturwissenschaftliche Erkenntnisse unterstützten die Planung. Im 17. Jahrhundert konnten Schiffskonstrukteure zeichnerisch bestimmen, welche Anforderungen sie an ein Schiff stellten. Die Abmessungen eines Schiffskörpers wurden berechnet. Pläne und Modelle ermöglichten den genormten Bau von Schiffen oder sogar von ganzen Flotten.
 
Die im Jahre 1684 entstandenen Zeichnungen von William Keltridge waren ein bedeutsamer Schritt hin in Richtung des Einsatzes wissenschaftlicher Methoden in der Schiffskonstruktion. Keltridges Skizzen gehören zu den ersten Arbeiten, die die Unterwasserlinien eines Schiffsrumpfes zeigen.

32 – Konstruktion

Dem Bau eines Schiffes gehen der Entwurf und die Konstruktion voraus. Seit Mitte des 17. Jahrhunderts leisten Schiffsmodelle neben Zeichnungen eine wichtige Hilfestellung bei den Konstruktionsarbeiten. Die verschiedenen Baustadien der in diesem Raum ausgestellten Modelle verdeutlichen die Anatomie eines Holzschiffes.

Schiffskonstrukteure und Eigner nutzten zunächst einfache Blockmodelle, um ihren Auftraggebern die Entscheidungsfindung über einen Schiffsneu- oder umbau zu erleichtern. Dann fanden zunehmend schnell herzustellende Halbmodelle aus Holz Verwendung. Die spiegelbildlich zu gebrauchende Rumpfschale spart nicht nur Arbeit sondern auch Stauraum im Werftarchiv.
 
Neben Halbmodellen finden kunstvoll gearbeitete Schiffsmodelle auch als dekorative Schauobjekte Verwendung. Sie dienen Schiffbaubetrieben als Nachweis ihrer Arbeit. Reedereien nutzen diese Modelle zu Werbezwecken. Museen dokumentieren mit ihnen die Geschichte der Schifffahrt.
 
Einen besonderen Schatz finden Sie in dieser Abteilung in Form eines kostbaren Buches. Mitte des 18. Jahrhunderts revolutionierte der schwedische Schiffbaumeister Fredrik Henrik af Chapman die Schiffskonstruktion. Chapmans Arbeit, insbesondere sein Hauptwerk „Architectura Navalis Mercatoria“, schuf die noch heute gültige Grundlage für eine wissenschaftlich und mathematisch fundierte Planung von Schiffsrümpfen. Die in seinem Buch abgebildeten Kupferstiche sind nicht allein von Exaktheit und Kunstfertigkeit geprägt, sondern gelten auch als Muster der Schiffskonstruktion.

33 – Die Werft

Als Werft bezeichnet man einen Betrieb für den Bau und die Reparatur von Schiffen. Die Fertigung eines Schiffes findet auf der sogenannten Helling satt.
 
Lange Zeit errichtete man auf einer Helling das komplette Schiff vom Kiel bis zum Flaggenkopf. Die Organisation einer Werft hat sich in den vergangenen Jahrzehnten jedoch stark verändert. Der Zweite Weltkrieg stellte einen Einschnitt in der Organisation des Schiffbaus dar. Ein sprunghaft gestiegener  Bedarf  etwa an Handelsschiffen machte eine schnelle Serienfertigung erforderlich. Als wegweisend erwies sich der Bau in Teilabschnitten, den sogenannten Modulen. Heutzutage fertigen Werften zum Beispiel Containerschiffe oder Kreuzfahrtschiffe ausschließlich in optimierter Modulbauweise.  Die moderne Werft fungiert als eine Art Schnittstelle, die die Arbeit von einer Vielzahl an Zulieferern und Ausrüstern koordiniert und managt.
 
Statt des Zimmererhandwerks dominiert heute die computergesteuerte Fertigung. Mit den Zimmerleuten oder den Nietern verschwanden ganze  Berufszweige im Schiffbau. Facharbeiter, Ingenieure und Designer haben den Handwerker von einst ersetzt.
 
Vorschriften und Richtlinien für den Bau von Schiffen werden von Klassifikationsgesellschaften wie etwa dem Germanischen Lloyd in Zusammenarbeit mit den Werften erstellt. In regelmäßigen Abständen kontrollieren diese Gesellschaften den technischen Zustand eines Schiffes von der Entstehung bis zur Verschrottung. Mitunter spricht man in diesem Zusammenhang auch vom „Schiffs-TÜV“.

34 – Schiffsantrieb

Der Siegeszug der Dampfmaschine bedeutete für den Schiffbau eine bahnbrechende Neuerung.  Bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts dominierte die Kraft des Windes den Schiffsantrieb. Danach lösten leistungsstarke Dampfschiffe die traditionelle Segelschifffahrt mehr und mehr ab.
 
Planung, Bau und Einsatz eines Schiffes folgten fortan den Anforderungen der neuen Antriebsmaschinen.
 
Das Rad der Antriebstechnik dreht sich schnell: Aus der einzylindrigen Dampfmaschine wurde in den 1880er Jahren die wirtschaftlicher arbeitende Verbundmaschine entwickelt. Sie ermöglichte die mehrfache Expansion des Dampfes und erbrachte mehr Dampfleistung bei weniger Kohleverbrauch. Das Modell einer der beiden Vierfach-Expansionsmaschinen der „Titanic“ von 1912 dokumentiert diesen Höhepunkt der Entwicklung der Kolbendampfmaschinen.
 
Und die nächste antriebstechnische Neuerung ließ nicht lange auf sich warten. Leistungsstarke, durch Dampf angetriebene, rotierende Turbinen lösten gegen Ende des 19. Jahrhunderts die Kolbenmaschinen auf Schnelldampfern und Kriegsschiffen ab. Auch die berühmte „Titanic“ besaß neben zwei Expansionsmaschinen bereits eine Dampfturbine.

35 – Hamburgische Schiffbau-VersuchsanstaltHamburgische Schiffbau-Versuchsanstalt

Die Hamburgische Schiffbau-Versuchsanstalt testet im Auftrag von Werften und Reedereien die technischen Eigenschaften von Schiffen. Das spezialisierte Ingenieurbüro mit  Sitz in Hamburg-Barmbek verfügt über eine Reihe von anspruchsvollen Versuchsanlagen. Die HSVA gilt als eine der weltweit bedeutendsten Einrichtungen ihrer Art.

In der HSVA-eigenen Tischlerei werden zunächst zwischen sieben und zwölf Meter lange, maßstabsgerechte Schiffsrümpfe gefertigt. Die Herstellung der Modelle erfolgt computerunterstützt. Im 300 Meter langen Schlepptank führen Spezialisten hydrodynamische Versuche an den mit Propellern und Messinstrumenten versehenen Modellen durch. Die in den Tests gewonnenen Daten dienen dem Auftraggeber als Entscheidungshilfe für den Bau oder Umbau eines Schiffes.

Die Antriebsleistung seines Schiffes ist für den Eigner von besonderer Relevanz. Um das Verhalten des Fahrzeuges auf See zu ermitteln, werden im Schlepptank der HSVA Fahrten bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Seegängen simuliert.

Die Ergebnisse der Versuchsreihen geben Aufschluss über die Höhe des Kraftstoffverbrauchs eines Schiffes. Zusätzlich verfügt die Hamburgische Schiffbau-Versuchsanstalt über einen speziellen Eistank. Die Testanlage dient dazu, technische Daten zum Verhalten von eisbrechenden Schiffen zu gewinnen. Seit neuestem besitzt die HSVA zudem eine Anlage um Wellenbewegungen von der Seite ausgehend zu generieren. Dies macht die Seegangssimulation realistischer.

36 – Schiffdieselmotoren

Die Ehre, das erste seegehende Dieselmotorschiff in Dienst gestellt zu haben, gebührt der dänischen Werft Burmeister & Wain, die 1912 mit der „Selandia“ die Revolution der sogenannten „Ölmaschine“ in der kommerziellen Frachtfahrt begonnen hatte. Kaiser Wilhelm II. ging während der Kieler Woche 1912 an Bord des Schwesterschiffes „Fionia“ und ließ an den dänischen König Christian X. telegraphieren:
 
„Ich bin an Bord der „Fionia“ und beeile mich, Dir meine Glückwünsche zu senden zu der vortrefflichen Leistung der dänischen Techniker. Das Schiff bedeutet einen ganz neuen Abschnitt im Schiffbau, der Bewunderung verdient.“
 
Mit der Turbine in ihren zahlreichen Varianten für schnelle Schiffe und dem Dieselmotor als ökonomisch arbeitender Verbrennungsmaschine waren zu Beginn des 20. Jahrhunderts die beiden noch heute wichtigsten Antriebssysteme zur Marktreife gelangt.
 
Große Fracht- und Containerschiffe verwenden als Dieselmotor sogenannte Langsamläufer. Der Drehzahlbereich der im Zweitaktbetrieb arbeitenden Maschinen liegt zwischen 80 und 300 Umdrehungen pro Minute. Der hier gezeigte Sulzer „common-rail“ Achtzylinder-Motor von Wärtsilä gehört zu den modernsten Schiffsdieselantrieben. Das Aggregat mit einer Leistung von etwa 45.000 kW besitzt eine elektronisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzung. Zwischen Rudolf Diesels erster Wärmekraftmaschine auf Basis der Kompressionsselbstzündung im Jahre 1897 bis zum heutigen High-Tech-Antrieben im Motorenbau liegen gerade einmal 100 Jahre.
 
Neben den Hauptmaschinen für den Schiffsantrieb gibt es an Bord noch weitere Maschinen und Pumpenanlagen. Schiffshilfsmaschinen unterstützen die Antriebsmotoren, übernehmen die Stromerzeugung oder dienen dem allgemeinen Schiffsbetrieb, etwa beim Laden oder Löschen.