Luftkissenfahrzeug

Amerikanisches Luftkissen-Landungsboot

Luftkissenfahrzeuge können an Land starten und landen

Funktionsprinzip des Luftkissenfahrzeugs

Luftkissenfahrzeug der US-Marine

Hovercraft zur Isle of Wight

Ein Luftkissenfahrzeug oder Hovercraft [ˈhʌvəɹˌkɹæft] ist ein Fahrzeug, das durch ein Luftpolster bzw. Luftkissen getragen wird. Es wird meist als Luftkissenboot für die Fahrt auf dem Wasser eingesetzt. Luftkissenboote können ihre Position bis zu 2 Meter in der Vertikalen ändern.

Entwicklung

1875 meldete der Konstrukteur der ersten Torpedoboote, John Isaac Thornycroft, ein Patent für eine Luftkissentechnik an, setzte dies aber nicht in eine Konstruktion um.

Sowjetunion

Im Jahre 1927 wurden am Polytechnischen Institut am Don in der Sowjetunion Versuche mit einem Luftkissenapparat durchgeführt. Er hatte einen Durchmesser von 80 cm und wurde von einem Elektromotor angetrieben. Entwickelt wurde dieses Modell von W. I. Lewkow. Im Jahre 1934 war Lewkow Professor für angewandte Aerodynamik am Moskauer Institut für Flugzeugbau und führte im Frühjahr einer Sonderkommission, zu der der Aerodynamiker Prof. B. N. Jurjew und der Flugzeugkonstrukteur A. N. Tupolew gehörten, ein bedeutend vergrößertes Modell vor. Darauf hin erhielt er den Auftrag, ein Versuchsfahrzeug zu bauen. Dieses wurde im Jahr 1935 in den Werkstätten des Moskauer Instituts für Flugzeugbau realisiert und unter dem Namen L 1 im Sommer des gleichen Jahres erprobt. Es besaß eine Wasserverdrängung von 1,5 Tonnen, war dreisitzig und war zuletzt mit 140-PS-(103-kW-)Motoren ausgerüstet.

Im Jahre 1937 entstand dann das Luftkissenfahrzeug L5. Es bestand aus Duraluminium und war mit zwei 860-PS-(633-kW-)Flugzeugmotoren ausgestattet. Das Fahrzeug war 24 m lang, 5,35 m breit und hatte eine Wasserverdrängung von 8,6 Tonnen. Bei der Erprobung im Spätherbst des Jahres 1937 in der Koporsker Bucht des Finnischen Meerbusens erreichte es eine Geschwindigkeit von über 70 Knoten (130 km/h). In der Folgezeit entstanden bis zu 15 weitere Fahrzeuge, von denen L 9 und L 11 belegt sind. Die Boote der L-Serie sind alle im zweiten Weltkrieg zerstört worden und die Weiterentwicklungen wurden während des Krieges eingestellt.

Trotz der guten amphibischen Eigenschaften zu Wasser und zu Lande besaßen diese Fahrzeuge aufgrund der gewählten vorne und hinten offenen Katamaranbauweise eine zu geringe Tragfähigkeit, da der Luftverbrauch sehr hoch und der zum Schweben notwendige Überdruck relativ gering war. Nach dem Krieg arbeitete Lewkow als Chefkonstrukteur für Lufkissenfahrzeuge und starb 1954.

England

Im Westen wurde das Luftkissenboot in den 1950er Jahren durch den britischen Ingenieur Christopher Cockerell entwickelt. In ersten Experimenten mit leeren Blechdosen, einem Föhn und Küchenwaagen bewies er das Luftkissenprinzip. Später ließ er ein 60 cm langes Arbeitsmodell bauen. Im Jahr 1955 ließ er das Gerät patentieren und nannte es Luftkissenboot. Der besondere technische Kniff dabei war eine doppelwandige Führung des Luftstroms an der Außenkante des Fahrzeugs, so dass dieser an Druck gewann und damit überhaupt in der Lage war, das Fahrzeug mit vergrößerter Effizienz vom Boden abzustoßen. Cockerells Grundversion basierte auf einem vollkommen steifen Körper.

Erste fahrfähige Modelle des Konzepts erwiesen sich als durchweg tauglich. Die Fähigkeit zur Fahrt über Wasser wurde ebenfalls erfolgreich nachgewiesen. Mit Ausnahme der begrenzten Steigungsfähigkeit und der maximalen Hindernisgröße von (je nach Modell) bis zu 25 cm stellte sich das Fahrzeug als für alle Untergründe geeignet heraus, einschließlich Eis und Wüstensand. Einfluss auf die maximale Geschwindigkeit von typisch rund 60 km/h hatte der Untergrund kaum.

1957 führte Cockerell sein Gerät dem britischen Militär vor. Dies war zwar zunächst nicht unmittelbar daran interessiert, so wurde die Seetüchtigkeit bei hohem Wellengang in Frage gestellt. Man stufte es jedoch als ein Objekt der nationalen Geheimhaltung ein, so dass Cockerell seine Erfindung ein Jahr lang nirgends vorführen durfte. Zu Irritationen führte auch, dass das Objekt keiner der etablierten Waffengattungen Marine, Luftwaffe oder Heer eindeutig zugeordnet werden konnte.

Nach der Freigabe (declassification) 1958 konnte er schließlich die National Research Development Corporation, eine von der britischen Regierung finanzierte Organisation, überzeugen, das Gerät für kommerzielle Zwecke zu entwickeln.

Im Frühling 1959 überquerte das erste vollwertige Luftkissenfahrzeug, die SR.N1, den Ärmelkanal bei glatter See.

Eine wesentliche funktionale Komponente der heutigen Bauweise wurde später im Laufe der Erprobung vom britischen Militär hinzugefügt: eine Gummi-Schürze, die das Luftkissen wesentlich besser gegenüber unebenen Untergründen abdichten konnte und so zu geringeren Verlustströmungen und einem größeren Bodenabstand beitrug. Die Nachfolgemodelle wurden von den britischen Streitkräften unter anderem in Langstreckentests über einige hundert Kilometer in der Libyschen Wüste und dem kanadischen Eismeer erfolgreich erprobt. Die Briten besitzen heute eines der wenigen Bataillone mit Luftkissenbooten.

Von 1962 an gab es in Großbritannien Hovercraft-Passagierdienste (s. u.). Diese großen von Gasturbinen angetriebenen Autofähren-Hovercrafts sind seit Oktober 2000 nicht mehr im Dienst. Es gibt aber noch eine Passagierlinie, die mit Diesel-getriebenen Passagier-Hovercrafts von Portsmouth aus die Isle of Wight bedient.

USA

Die USA besitzen ebenfalls mehrere Hovercraft-Staffeln, wobei die Fahrzeuge im wesentlichen herkömmliche Landungsboote ersetzen und somit als Transporter genutzt werden. Für den Antrieb werden Gasturbinen benutzt. Das Fahrzeug wird durch mehrere schwenkbare Luftstrahlen vorangetrieben.

Technik

Vollhovercraft

Bei diesen Fahrzeugen ist der gesamte Rumpf rundherum mit einer flexiblen Schürze versehen. Durch Gebläse wird ein permanentes Luftkissen im umkleideten Bereich aufgebaut. Auf diesem Luftkissen schwebt das Boot quasi berührungslos über dem Boden oder Wasser, nur die Schürzen liegen bei unebenem Untergrund leicht auf.

Vollhovercrafts können sowohl im Wasser als auch an Land fahren, sie sind amphibisch. Der Antrieb erfolgt mit Propellern oder Impellern im Luftstrom, die Steuerung mit Luftrudern, ähnlich dem Leitwerk bei Flugzeugen.

Bekannte Muster sind:

SRN4 der englischen Fährverbindung von Dover über den Ärmelkanal.
Das französische Gegenstück, die Naviplanes, die auch im Küstentransport eingesetzt wurden.
Militärische Hovercrafts amerikanischer und die teils weit größeren Landungsboote russischer Produktion.

Schienenfahrzeuge: Aerotrain

Parallel zu den Experimenten mit Magnetschwebetechnik gab es vor allem in Frankreich die Entwicklung der Luftkissenschwebebahn Aérotrain unter Jean Bertin, zwischen 1965 und 1974. Nach einigen Geschwindigkeitsrekorden wurde das Projekt eingestellt, die meisten Fahrzeuge später durch Brand vernichtet oder abgewrackt. Der aufwändige aufgeständerte Fahrweg aus Beton und die anfängliche Verwendung von Propeller- oder Jet-Antrieb werden als Ursache angeführt, dass die Technik sich nicht durchsetzte.

Neben der Hochgeschwindigkeitsvariante gab es langsamere Fahrzeuge, die schließlich Praxisreife und Anwendung fanden. Zu nennen ist etwa die U-Bahn im österreichischen Serfaus. Die seitliche Schiene dient hier lediglich als Führung, der Zug läuft auf Luftkissen. Den Antrieb der Dorfbahn Serfaus, die wenige Meter unter der Straße entlangläuft, übernimmt – wie bei einer Standseilbahn – ein seitlich verlaufendes Seil.

Bodeneffektgerät

Bodeneffektgeräte sind nur wegen des physikalischen Prinzips den Luftkissenfahrzeugen ähnlich, sind ansonsten aber Flugzeuge, da sie im Flug das Wasser nicht berühren. Sie nutzen den Bodeneffekt, bei dem gegenüber frei fliegenden Flugzeugen höheren Auftrieb in Bodennähe entsteht, bedingt durch die Luftrolle, die sich mit dem Flugzeug fortbewegt. Zu nennen sind die russischen Ekranoplane, die Konstruktionen von Alexander Lippisch und die einfachen Stauflügel.

SES (Surface Effect Ships)

Ein SES ist ein Schiff in Katamaran-Bauweise mit zwei Rümpfen, wobei die Lücke zwischen den beiden Rümpfen an Bug und Heck durch je eine flexible Schürze aus Gummimaterial abgedichtet ist. Mit leistungsstarken Gebläsen wird permanent Luft in den Raum zwischen den Rümpfen und den Schürzen geblasen. Dadurch hebt sich das Boot teilweise aus dem Wasser und beginnt bei schnellerer Fahrt zu gleiten. Der Antrieb eines SES erfolgt mit herkömmlichen Schiffspropellern, die Steuerung mit konventionellen Ruderblättern. Mit SES sind Geschwindigkeiten von circa 28 bis 30 Knoten (50 bis 54 km/h) erzielbar, sie sind jedoch nicht amphibisch.

Hoverplattformen

Andere Bezeichnungen sind Luftkissenplattformen, Luftkissen, Transportkissen, Hebekissen oder Airpads.

Sie dienen dem Lastentransport, wobei das Luftkissen den Transport auch sperrigster und schwerster Lasten ohne gründlich vorbereiteten Weg ermöglicht. Denkbar sind etwa der Transport ganzer Industrieanlagen durch Sumpfgebiete, der Transport eines Bürohauses quer durch ein Hafengebiet oder das Verrücken voller Öltanks. Auch der Transport kleiner und mittlerer Lasten mit Luftkissen kann, etwa in der Fertigung, sinnvoll sein.

Terraplane

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Dies ist eine französische Variante eines geländegängigen, teils amphibischen Fahrzeuges auf Rädern oder Ketten mit Luftkissenunterstützung. Die Luftkissen werden direkt durch Turbinen oder Gebläse erzeugt, Düsen unterstützen die Wirkung. Die Schürzen befinden sich zwischen den Ketten bzw. Rädern.

Das interessante Konzept erwies sich als funktionsfähig. Technisch kann man die Entwicklung als Vorgänger der heutigen Hoverplattformen mit externen Zugmitteln ansehen.

Einsatz

Heutige Luftkissenboote werden zum Güter- und Personentransport, als Expeditionsfahrzeuge oder als Hilfsfahrzeuge bei Rettungsdiensten und Feuerwehren eingesetzt. Weiterhin werden Hovercrafts zum Sportbetrieb und in Wettbewerben genutzt. Sie haben meist um die 3 Meter Länge und erreichen bis zu 100 km/h; in Deutschland werden sechs Formelklassen gefahren.

Fährlinie Dover-Calais

SRN4 Hovercraft in Calais

SRN4 Hovercraft in Dover

1968 begann eine neue Ära für den Fährverkehr auf dem Ärmelkanal. British Railways nahm mit sechs SRN4-Hovercrafts den Betrieb zwischen Dover und Calais auf. Eine weitere Verbindung von Ramsgate nach Calais wurde 1982 eingestellt. In den Häfen wurden sogenannte Hoverports errichtet, die anfangs lediglich aus einer betonierten Fläche bestanden. Die Hovercrafts fuhren direkt aus dem Wasser auf diese Flächen und wurden dort be- und entladen. Da die Schiffe im Ro-Ro-Design konstruiert worden waren, war es möglich, sie in weniger als 15 Minuten komplett zu ent- und wieder zu beladen. Für die Überfahrt von Dover nach Calais benötigten sie etwa 30 Minuten. Durch einen Umbau 1976 wurde die Kapazität der SRN4 auf bis zu 418 Passagiere und 60 Autos erhöht, womit sie die größten je gebauten Luftkissenfahrzeuge waren. Am 14. September 1995 überquerte das Hovercraft The Princess Anne den Ärmelkanal in nur 22 Minuten. Dieser Rekord wurde bis heute nicht gebrochen.

Dennoch stellte die Reederei Hoverspeed, die in den 1980ern die Hovercrafts übernommen hatte, im Jahr 2000 die Verbindung ein und ersetzte die SRN4 durch Katamarane. Die Entscheidung stieß auf viel Unverständnis, da bis zum Schluss eine hohe Auslastung vorlag und beträchtliche Gewinne eingefahren wurden. Als Grund wurde der Mangel an Ersatzteilen angegeben. Zudem hieß es, die Hovercrafts seien nicht mehr zeitgemäß. Pläne für neue, noch größere Hovercrafts waren Ende der 1990er aufgegeben worden. Über 50.000 Menschen kamen am 1. Oktober 2000 nach Dover, um die Ankunft des letzten Hovercrafts zu sehen, die BBC berichtete in einer mehrstündigen Liveübertragung von dem Ereignis. Ein vergleichbares Interesse gab es nur bei der Ausmusterung der Concorde im Oktober 2003. Für die Reederei Hoverspeed erwies sich die Ausmusterung der Hovercrafts als fatal. Im November 2005 musste sie aufgrund mangelnder Auslastung der Katamarane Konkurs anmelden.

Von den ursprünglich sechs SRN4 sind heute noch zwei erhalten. Ein drittes, die Swift, wurde zwar 1994 vom Hovercraftmuseum in Lee-on-Solent erworben, musste aber 2004 wegen starker Korrosionsschäden im Dach und Bodenbereich abgebrochen werden^[1]. Die beiden bis zuletzt eingesetzten Hovercrafts The Princess Margaret und The Princess Anne sind ebenfalls dort eingelagert, wurden aber im November 2005 für 500 000 Pfund von Hoverspeed an den britischen Millionär Wensley Haydon-Baillie verkauft. Dem Museum selber fehlten die nötigen Geldmittel zum Erwerb und Unterhalt der beiden Hovercrafts.

Die letzte noch bestehende Hovercraftverbindung auf dem Ärmelkanal besteht nun mit den deutlich kleineren Passagierhovercrafts des Typs AP1-88 zwischen Southsea, einem Vorort von Portsmouth, und Ryde auf der Isle of Wight.

Naviplane

Naviplane ist die Bezeichnung der französischen Luftkissenfähren, die als eigene Entwicklungslinie unter Beteiligung des Ingenieurs Jean Bertin von der Société d'Etude et de Développement des Aéroglisseurs Marins (SEDAM) entwickelt wurden. Insbesondere bei der Schürzenkonstruktion ging man eigene Wege. Statt einer großen, allerdings letztlich zur Stabilisierung unterteilten Kammer verwendete man zunächst eine Anzahl kleinerer Kammern. Das funktionierende Prinzip wurde schließlich zugunsten der einfacheren und kostengünstigeren englischen Bauweise aufgegeben. Bei den Fähren wurden die nach und nach verschleißenden Schürzen durch andere ersetzt.

Die Fähren wurden für den Fährendienst im Ärmelkanal und an der Küste der Biskaya eingesetzt. Insgesamt wurden drei verschiedene Typen entwickelt. Die N.102 war ein kleines Naviplane für bis zu zwölf Passagiere, die N.300 konnte 90 Passagiere befördern. 1977 wurde die N.500 gebaut, die mit 400 Passagieren und 60 Autos eine ähnliche Kapazität hatte wie die britischen SRN4 Mk III. Bereits zwei Wochen nach dem ersten Testflug brannte die erste N.500 jedoch nach einer Explosion beim Start aus. Es wurde nur ein weiteres Exemplar gebaut, das von 1978 bis 1983 für die britische Reederei Seaspeed und deren Nachfolger Hoverspeed im Einsatz war. Aufgrund häufiger technischer Defekte wurde sie jedoch nach nur fünf Jahren ausgemustert und 1985 verschrottet. Die Werft SEDAM ging 1982 in Konkurs. Insgesamt wurden nur sechs N.102, zwei N.300 und zwei N500 gebaut, von denen heute keines mehr erhalten ist.

Unfälle

Im Laufe der Geschichte kam es weltweit nur zu zwei nennenswerten Unfällen mit Luftkissenbooten. Beim größeren wurde der Bootskörper gegen eine Kaimauer gedrückt, so dass durch ein Loch in der Außenhaut vier Personen zu Tode kamen. Ein vergleichbarer Schiffsunfall hätte vermutlich das gesamte Schiff versenkt und wesentlich mehr Opfer gefordert. Im zweiten Fall kenterte ein Luftkissenboot bei schwerem Seegang, so dass die Retter sich entschlossen, den Rumpf aufzutrennen. Als Ergebnis dieser Maßnahme lief der Rumpf mit Wasser voll, wobei fünf Menschen umkamen. Im Vergleich zu allen anderen Verkehrsmitteln gilt das Luftkissenboot als sehr sicher.