Een olietanker is lastig af te remmen, dat is een bijna spreekwoordelijk gegeven. Als zo’n enorm schip eenmaal op snelheid is, is het doel om de bestemming te bereiken met minimaal brandstofverbruik en emissies. Een scheepsschroef die precies op maat is ontworpen, speelt hierbij een cruciale rol. MARIN heeft samen met partners een serie schroeven ontwikkeld, de F-serie, die een hoog rendement bieden en voldoen aan de eisen van geluid, vibraties en erosiebestendigheid.
MARIN
Voor grote vrachtschepen, maar ook veerboten en cruiseschepen, is het voornaamste doel om zo efficiënt mogelijk de volgende haven te bereiken. Een ‘fixed pitch propeller’ (schroef waarvan de bladen vast op de naaf zitten) is daarvoor het meest geschikt. Van dit type schroef heeft MARIN onlangs een geheel nieuwe serie ontwikkeld en uitvoerig getest: de F-serie.
Uitgebreide tests
‘De F-serie vervangt de vorige B-serie, die ruim vijftig jaar voor de scheepsindustrie de wereldwijde standaard was’, zegt Jie Dang, projectmanager van de F-serie bij MARIN. Inmiddels zijn de eisen aangescherpt; zo mag de bemanning van een schip niet te veel hinder ondervinden van trillingen en geluid aan boord. Bovendien is de technologie verder geëvolueerd, waardoor bijvoorbeeld het risico op erosie door hoge drukverschillen (cavitatie) beter kan worden beheerst.
Het team heeft in totaal honderdvijftig verschillende schroeven op schaal ontworpen, die variëren in bladaantal, bladoppervlak en spoed (de hoek waarop het blad aan de naaf zit). Daarna zijn deze schaalmodellen onderworpen aan rigoureuze testen in het geavanceerde bassin van MARIN, in ‘open water’ omstandigheden. ‘Onze testmethoden zijn aanzienlijk verbeterd sinds de introductie van de B-serie. We werken nu met hogere toerentallen waardoor schaaleffecten verminderen en we meten met grotere precisie. Bovendien zijn we nu in staat om achteruit te draaien en kunnen we experimenteren met diverse variabelen zoals rotatie, snelheid en richting – zogeheten ‘vier kwadranten’ operatie, om tegemoet te komen aan de elektrificatie van schepen.’
Bronzen schroeven
De F-serie vormt primair een uitgebreide dataset met zowel ontwerpgegevens van de schroeven als hun prestatiekenmerken. Via gebruiksvriendelijke software met een grafische interface heb je als scheeps- en schroeffabrikant toegang tot alle prestatiegegevens uit de tests. Voer kenmerken in zoals de weerstand van het schip en het toerental van de motor, en de software genereert een set schroefontwerpen die daar optimaal bij aansluiten. ‘En vaak ook een schatting van het gewicht en traagheidsmoment (geeft de mate van verzet tegen verandering van hoeksnelheid van een lichaam met een zekere massa). Schroeven worden gemaakt van brons en dat is de belangrijkste kostprijs in een offerte.’ Zo heeft een scheeps- of schroeffabrikant snel en nauwkeurig gegevens om een offerte op maat te maken. ‘De F-serie schroef weerspiegelt nauwgezet de actuele eisen in de markt’, concludeert Dang.
Minder lawaai
Bij grote vracht- en passagiersschepen staat efficiëntie voorop, maar dat zorgt wel voor een hoger geluidsniveau, volgens John Huisman, propellerspecialist van het team. ‘Een schroef met een hoge tipbelasting verdeelt de schroefkracht optimaal en verhoogt daarmee de efficiëntie. Maar die tipwervel maakt wel geluid.’ En lawaai kan belastend zijn voor zowel de bemanning als voor het leven in zee. Daarom is MARIN bezig met het testen van een FC-serie, waarbij C staat voor comfort: deze schroeven produceren aanzienlijk minder geluid.