mts Skagen scheepsschroeven en straalbuizen business case

^{Door: Jeroen Berger, 26 september 2018}

De mts Skagen van Skagen Shipping B.V., onder leiding van Martin Oosse, is recentelijk opgeleverd. Het unieke en zeer efficiënte casco is door Gebr. De Jonge Shipbuilding Service B.V. op hun eigen scheepswerf in Kladovo (Servië) ontworpen en gebouwd. Oonincx Scheepsonderhoud BV (OSO) heeft de afbouw mogen begeleiden en uitvoeren. Dit hebben zij gedaan aan de kade van De Waal. Deze type C binnnenvaarttanker van 110 bij 11,45 meter moest een milieuvriendelijk karakter meekrijgen. Wij van Berger Maritiem vonden het een uitdaging om voor dit nieuwe scheepsontwerp CFD geoptimaliseerde scheepsschroeven en straalbuizen te ontwerpen en leveren.

Nog efficiënter dan voorgaand ontwerp

Bij de ontwikkeling van de mts Skagen werd voor het ontwerp als uitgangspunt de mts Nevada van Wijgaart shipping BV genomen. Dit is een zeer efficiënte en milieuvriendelijke type C binnenvaarttanker met een afmeting van 110 bij 11,45 meter, waar wij ook de schroeven en straalbuizen voor hebben mogen ontwerpen en leveren.

Het accent heeft, net als bij de mts Nevada, gelegen op een combinatie van draagvermogen – kanalfähig –, snelheid, een minimaal brandstofverbruik en comfort (weinig geluid en trillingen). Dit zijn kenmerken van het bekende “De Jonge ECO-NOMY”-concept van Gebr. De Jonge Shipbuilding Service. Echter is er voor dit scheepsontwerp gekozen voor een nieuwe variant op de boeg, die naast de efficiëntieverbetering leidt tot circa 12 ton extra draagvermogen dan het voorgaande ontwerp. Dit ter compensatie van de plaatsing van een spudpaal in het voorschip.

Samen met onze partners VICUSdt en Menaga hebben wij voor de mts Skagen CFD geoptimaliseerde scheepschroeven en straalbuizen mogen ontwerpen en leveren. Bij het ontwerp van de scheepsschroef en voor het bepalen van de ideale straalbuisconfiguratie, heeft VICUSdt gebruik gemaakt van zeer geavanceerde Computational Fluid Dynamics (CFD) technologie.

Dankzij deze technologie hebben zij de hydrodynamische prestaties van de mts Skagen inzichtelijk kunnen krijgen. Hiermee zijn zij gekomen tot een nog efficiënter ontwerp van de scheepsschroef, passend bij de scheepsvorm, het vaarprofiel, de andere appendages en het geïnstalleerd vermogen (in de machinekamer staan twee compacte Volvo Penta-motoren van 650 pk; in totaal 1300 pk). Vooral in het meest belangrijke motortoerengebied (circa 1500 à 1600 rpm) is het schroefontwerp geoptimaliseerd. Zie figuur 1 om een indruk te krijgen van de scheepsschroef in de straalbuis.

Figuur 1: scheepsschroef in de straalbuis van de mts Skagen

Mede dankzij de ontwerpaanpassingen (roeren en boeg), het verbeterde schroefontwerp (waarbij wij van 5 naar 3 bladen zijn gegaan) en de geoptimaliseerde straalbuizen, is het brandstofverbruik (en daarmee de CO2-uitstoot) tijdens de proefvaart lager uitgekomen dan bij de mts Nevada. Verder is het geluidsniveau in de woning en stuurhut zeer laag gebleken en zijn er geen noemenswaardige trillingen waargenomen in het achterschip.

Hoe wij te werk zijn gegaan

Om te komen tot het juiste scheepsschroefontwerp en de optimale straalbuisconfiguratie, heeft onze partner VICUSdt meerdere onderzoeken uitgevoerd. Zo zijn er van het rompontwerp (in 3D CAD) CFD weerstandsberekeningen gemaakt bij verschillende snelheden en zijn er wake field CFD berekeningen en analyses gedaan. Verder is er een scheepsschroef-ontwerp-analyse uitgevoerd met CAD tools plus CFD, heeft er een eigen-voortstuwing-CFD-analyse plaatsgevonden (voor het bepalen van het voortstuwingscoëfficiënt en de snelheid), is de scheepsromp-scheepsschroef-interactie geanalyseerd en heeft onze partner een gedetailleerde cavitatie-analyse gedaan.

Ten opzichte van een traditionele aanpak, heeft deze methode geleid tot: een beter inzicht in de scheepsromp hydrodynamica (zie figuur 2 als voorbeeld), accurate scheepsschroef prestatieberekeningen en een snelheidsprognose die berekend is op basis van actuele data (geen statistische voorspellingen). Daarnaast heeft de gedetailleerde cavitatie-analyse ervoor gezorgd dat de operationele kwesties zoals geluid, trillingen en erosieschade zijn geminimaliseerd (zie figuur 3 als voorbeeld).

Figuur 2 en 3: voorbeeld van het inzichtelijk krijgen van de scheepsromp hydrodynamica (links) en een voorbeeld van de uitkomst van een cavitatie-analyse (rechts).

Let op: de voorbeelden in figuur 2 en 3 zijn niet gerelateerd aan de mts Skagen.

Transport voor lichte chemicaliën

Met de oplevering van de mts Skagen neemt Skagen Shipping B.V. een uiterst efficiënte 110-meter binnenvaarttanker in de vaart voor het transport van lichte chemicaliën. TankMatch, een dienstverlenende onderneming met een specialisme in het vervoer en opslag van minerale olieproducten, vloeibare chemicaliën en duurzame vloeibare producten, zal voor de mts Skagen de opdrachten voor de lading verwerven.

Lees meer business cases

Uw gegevens worden vertrouwelijk behandeld. Bekijk ons privacy beleid voor meer informatie.