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Ein Eisbrecher ist ein Schiff, das speziell dafür ausgerüstet ist, durch zugefrorene See fahren zu können, sei es für sich selbst und seine eigene Ladung, oder anderen Schiffen eine Fahrrinne freizubrechen bzw. offen zu halten. Ein herkömmliches Schiff ohne Eisverstärkung wird jeden auch nur annähernden Kontakt mit Packeis vermeiden und sich einem Eisbrecher (gegen Bezahlung) anschließen.
Eigenschaften
Drei Bedingungen muss ein Eisbrecher gegenüber normalen Schiffen erfüllen:
- Die Schiffsaußenhaut muss besonders stabil gebaut sein, um nicht von den Eismassen zerdrückt zu werden;
- er muss einen speziell geformten Bug haben, um das Eis zu zerbrechen;
- die Motorleistung muss ausreichend sein, den Vortrieb auch unter schweren Bedingungen zu gewährleisten.
Der Rumpf
Der Rumpf eines Eis fahrenden Schiffes bedarf besonderer Eisverstärkung: Stärkere Beplankung innerhalb des Tauchbereichs des Rumpfes, durchgängig doppelte Verschweißung der Außenhaut und verstärkte Innenspanten. Eisbrecher sind im Verhältnis zu ihrer Größe besonders breite Schiffe, um eine möglichst breite Fahrrinne zu erzeugen.Der Bug
Eisbrecherrumpf1.jpg]]Der Bug ist normalerweise derart geformt, dass das Eis nicht von einer scharfen Bugkante wie von einem Messer zerschnitten, sondern von der flachen und gewölbten Bugunterseite nach unten gedrückt wird, so dass sich der Eisbrecher auf das Eis schiebt und es unter seinem eigenem Gewicht zerbricht. Die Form des Bugs muss gewährleisten, dass die Eisbruchstücke um den Schiffsrumpf weit herum gedrückt werden und nicht den Propeller oder das Ruder beschädigen. Ein Auftürmen des gebrochenen Eises zu Schollen vor dem Bug würde den Eisbrecher stark behindern oder zum Stillstand zwingen. Durch verbesserte Bugformen brauchen moderne Eisbrecher nur noch die Hälfte der Maschinenleistung früherer Eis brechender Schiffe.Ein anderer Weg wird bei den Thyssen-Waas-Eisbrechern gegangen. Thyssen-Waas-Eisbrecher besitzen eine patentierte Bugform, mit der ein völlig eisfreier Kanal hinter dem Schiff geschaffen werden kann. Bei diesen Eisbrechern wird das Eis von zwei links und rechts des Rumpfs angebrachten Schneiden zerschnitten. Die Bruchstücke werden dann mit Pressluft unter das benachbarte Eis "geschossen". Bisher wurden zwei Eisbrecher mit diesem Spezialbug erfolgreich umgebaut. Mit dem optimierten Bug kann dabei mit gleicher Motorenleistung die zweifache Eisbrechleistung (doppelte Eisdicke) erreicht werden. Weiterer Vorteil ist, dass diese Eisbrecher sowohl in Salz- als auch in Süßwasser eingesetzt werden können. Da sie das Eis schneiden und sich nicht auf das Eis schieben, ändert die unterschiedlicher Eintauchtiefe in Salz- oder Süßwasser den zugrundeliegenden Mechanismus nicht.
Diese Eisbruchmechanik ist eine Weiterentwicklung der Dreischneiden-Technik, bei der mittels eines breiten Bugs, der Seitenschneiden, der Kiellinie und einer speziellen Gestaltung des Unterschiffs das Eis im wesentlichen möglichst nur in zwei Plattenbrüche zerlegt und durch den Bug und das Unterschiff unter das benachbarte Eis verdrängt wird. Diese Technik sicherte seit den 1990er Jahren eine wesentlich länger eisfreie Rinne als frühere Techniken, die den Nachteil haben, dass Eisbruchstücke in der Rinne schnell wieder zusammenfrieren können. Unter das Nachbareis verdrängter Eisbruch liefert keine Kristallisationskeime in der gebrochenen Fahrrinne.
Das letzte Umbauprojekt (Stand 2006) eines Eisbrechers in einen Thyssen-Waas-Eisbrecher, die "Kapitan Sorokin", hat dabei folgende für Eisbrecher typische technische Daten:
- Länge über alles: 141,25 m; Länge zwischen den Loten: 132,39 m; Breite: 30,50 m; Seitenhöhe: 12,30 m; Konstruktionstiefgang: 8,50 m; Tragfähigkeit: 5.140 t; Hauptmaschine: 9 ZL 40/80; Maschinenleistung (MCR): 6 x 3.040 kW; Geschwindigkeit: 18,5 kn; Tonnage: 15.385 t
Die Leistung
Die Motorleistung eines Eisbrechers ist so bemessen, dass er im Normalfall nicht nur das Eis vor ihm brechen kann, sondern auch die entstandene Fahrrinne hinter ihm so breit und von Eisschollen frei ist, dass nachfolgende Schiffe problemlos folgen können.Eisbrechtechnik
Sollte das Gewicht des Schiffs alleine nicht ausreichen, um die Eismassen zu zerbrechen, kann noch ein besonderer Stampfmechanismus zur Unterstützung zugeschaltet werden. Eine Methode, das Stampfen zu erzeugen, besteht darin, große Wassermassen zwischen Bug und Heck des Eisbrechers hin- und herzupumpen, wodurch das Schiff ins Schwingen gerät (Nickschwingungen, "Stampfen") und der Druck auf das Eis verstärkt wird. Eine weitere Variante verschiedener atomgetriebener russischer Eisbrecher ist es, durch im Kühlkreislauf erzeugten überspannten Wasserdampf das Vorderschiffs liegende Eis quasi „anzuschmelzen“. Unter günstigsten Voraussetzungen kann damit (auf Kosten der Geschwindigkeit) die maximal überwindbare Eisdicke nahezu verdoppelt werden. Dieses Verfahren ist allerdings umstritten und nicht in allen Gewässern zugelassen, da dadurch die direkt unter dem Eis liegende Meeresflora besonders auf viel befahrenen Routen stark beschädigt wird.
Als weitere Stampf-Methode wird noch ein sogenannter "Hammer" eingesetzt. Dies sind zwei sehr schwere Gewichte, die in entgegengesetzter Richtung rotieren. Somit heben sich die Schwungkräfte die meiste Zeit des Umlaufes auf. Wenn die Gewichte gleichzeitig oben oder unten sind, wird der Bug entsprechend in die Höhe gerissen oder auf das Eis gestampft. Ein moderner Eisbrecher wird durch geschützte Schrauben beidseitig an Bug und Heck angetrieben und zusätzlich durch seitliche Strahldüsen stabilisiert. Der Stampfmechanismus wird durch Pumpen erzeugt, die sehr schnell Wasserballast von einer Seite des Schiffes zur anderen transportieren. Aus unter der Wasserlinie liegenden Löchern im Rumpf kann zusätzlich Luft gepumpt werden, um durch die aufsteigenden Blasen Eis zu brechen.
Ein Hubschrauber gehört heutzutage bei großen Eisbrechern zur Ausrüstung, um im Notfall die Verbindung zum Festland zu gewährleisten, aber vor allem, um die Eisverhältnisse auszukundschaften und so die optimale Route des Schiffes zu bestimmen.
Verhalten auf offener See
Aufgrund des schlechten Verhältnisses von Breite zur Länge, eines kurzen Kiels und des auf Eisbruch angelegten Antriebs verhält sich ein Eisbrecher auf offener See ausgesprochen ungemütlich. Er neigt stark zu rollen und ist in stürmischer See schwer zu manövrieren. Dem versucht man bei einigen neuen Eisbrechern mit Ballasttanks beizukommen.
Auch die breite Form des Bugs, der nicht in der Lage ist, auch hohe Wellen elegant zu durchschneiden, fördert die Neigung eines Eisbrechers, in Wellenberge einzutauchen.
Neue Schiffstechnologien der “Azi-Pods”, unter dem Rumpf elektrisch angetriebene horizontale Schrauben zur Stabilisierung des Schiffes bei Seegang, könnten auch den Eisbrechern nicht nur mehr Fahrsicherheit auf hoher See, sondern zusätzlich bessere Manövrierfähigkeit beim Eisbruch bringen. Mit dieser Technik und mit einem normalen, schnittigen Bug ausgerüstete Schiffe besitzen ein Heck, das wie ein Eisbrecherbug geformt ist. Bei Eisgang drehen diese Schiffe um und brechen rückwärts mit voller Leistung durch das Eis. Diese neue Technologie wird bereits von den Schiffen MT Mastera und MT Tempera benutzt.
Geschichte
Icebreakeryamal.jpg | Dampfeisbrecher_Stettin.jpg Der erste dampfbetriebene Eisbrecher war wahrscheinlich die Pilot, die 1864 in Kronstadt gebaut wurde. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts nahmen mehrere Länder speziell als „Eisbrecher“ gebaute Schiffe für die Küstengewässer in Betrieb.
Der älteste erhaltene maschinenangetriebene Eisbrecher der Welt ist die finnische Tarmo, die 1907 in Newcastle upon Tyne gebaut wurde und letztmalig 1970 zum Einsatz kam. Sie hat ein Antriebsleistung von 3.850 PS und eine Verdrängung von 2.300 t.
Das erste zivile Schiff der Welt mit einem Atomantrieb war der 1958 in Dienst gestellte sowjetische Eisbrecher Lenin (44.000 PS, 19.240 BRT, 3 Reaktoren à 90 MWt). Zur sowjetischen „Arktika“-Klasse gehören die größten und leistungsstärksten atomgetriebenen Eisbrecher der Welt, mit einer Leistung von rund 55.000 kW (75.000 PS) Leistung (2 Reaktoren à 171 MWt). In dieser Leistungsklasse wurden in der Sowjetunion zwischen 1975 und 1992 die Rossija, Arktika, Sibir, Sovjetsky Soyuz und die Yamal gebaut. Sie können Eis von fünf Meter Dicke durchbrechen. Die Arktika erreichte 1977 als erstes Überwasserschiff den Nordpol. Zuvor war dies nur mit U-Booten gelungen.
Der größte je gebaute Eisbrecher ist die amerikanische Manhattan, ein zum Eisbrecher umgebauter Tanker. Sie durchfuhr 1969 als erster Tanker die Nordwestpassage.
Das deutsche Polarforschungsschiff Polarstern ist ebenfalls als Eisbrecher gebaut und kann 1,5 Meter dickes Eis durchfahren. Am 7. September 1991 erreichte dieses Schiff als erstes konventionell angetriebenes Schiff den Nordpol.
Als technisches Kulturdenkmal ist der Dampf-Eisbrecher Stettin von besonderer historischer Bedeutung. Er kann besichtigt werden und liegt im Museumshafen Oevelgönne in Hamburg. Gebaut 1933 wurde er mit einer Dreifach-Expansions-Dampfmaschine von 2.200 PSi ausgestattet, die von zwei schottischen Großwasserraumkesseln (Flammrohrkesseln) mit Dampf versorgt wird. Seit Beginn der achtziger Jahren ist die Stettin, die damals verschrottet werden sollte, als schwimmendes und im Sommer auch fahrendes Museum auf der Elbe und in der Ostsee anlässlich von Veranstaltungen wie dem Hafengeburtstag, der Kieler Woche oder der Hansesail Rostock unterwegs. Sie wird von einem Verein und Sponsoren unterhalten und gepflegt. Der Kohleverbrauch beträgt bis zu 1.000 kg pro Stunde, die Geschwindigkeit max. 14,2 kn. Das Schiff hat einen genieteten Stahlrumpf mit 95.000 Nieten, Propeller mit 4,5 m Durchmesser, eine Motordrehzahl von Drehzahl max. 100 U/min und kann eine Eisdicke von einem Meter brechen.
Liste europäischer Eisbrecher
Deutschland
Finnland
Eisbrecherflotte_Finnland_in_Helsinki_01.jpgSchweden
Großbritannien
Russland
International
Literatur
Oesterle: Eisbrecher aus aller Welt, 1988, ISBN 3-344-00284-8
Prager/Ostersehlte: Dampfeisbrecher Stettin - seine Vorgänger und Nachfolger, 1986, ISBN 3-925769-00-5
Ledoborec | Isbryder | Icebreaker | Rompehielos | Jäälõhkuja | Jäänmurtaja | Brise-glace | שוברת קרח | Rompighiaccio | 砕氷船 | Kapal pemecah air batu | IJsbreker | Isbrytar | Lodołamacz | Quebra-gelo | Ледокол | Ledolomac | Ledolomilec | Isbrytare
"Eisbrecher"
