Transcript schip en werf

N
y.
O v e rn e m in g van a r tik e le n e n z . z o n d e r
to e s te m m in g va n de u itg e v e rs is v e r­
boden.
Jaarabonnem ent (bij voo ru itbetaling) f4 5 ,-,
buiten Nederland f 7 4 - , losse nummers f3 ,2 5
van oude jaargangen 14,1 5 (alle prijzen incl.
B.T.W.).
schip en werf
14-daags tijdschrift, gewijd aan Scheeps- en Werktuigbouw, Elektrotechniek,
Scheepvaart en aanverwante vakken
ORGAAN VAN:
NEDERLANDSE VERENIGING VAN TECHNICI OP SCHEEPVAARTGEBIED - CENTRALE BOND
VAN SCHEEPSBOUWMEESTERS IN NEDERLAND - NATIONAAL INSTITUUT VOOR SCHEEP­
VAART EN SCHEEPSBOUW - NEDERLANDS SCHEEPSBOUWKUNDIG PROEFSTATION
REDACTIE: prof. ir. J.H. Krietemeijer (hoofdredacteur) en ir. J.N. Joustra.
REDACTIE-ADRES: Postbus 25123, Burg. s'Jacobplein 10, Rotterdam-3002, Tel. 3654 17
UITGEVERS W Y T
-
R O T T E R D A M -3 0 0 6
Tel 76 2 5 6 6 '. P ie le r de H o o ch w eg 111.
Telex 2 1 4 0 3 , P o strek en in g 5 8 4 5 8
Drieënveertigste jaargang - 6 augustus 1976 - nr. 16
Gaan onze havens krimpen?
De vraag h oe de zeeh a v en van de to e ­
komst er uit zal zien blijft velen b o eien .
Op tam elijk korte termijn voorziet de d i­
recteur van B ell L in es, G eorge W . H ollw ey, dat er m eer vaart zal k om en in de
tendens naar voortgaand e rationalisatie.
Dat m o et o o k w e l, zeg t hij, anders bren­
gen de grote haven s m et hun u itgestrek te,
vele k ilom eters lan ge kaden en terreinen,
hun rendem ent niet m eer op . O veral wordt
er in to en em en d e m ate naar gestreefd om
de lad in gb eh an d elin g z o g eru islo o s en
snel m ogelijk te laten p laatsvin d en , niet
alleen in de sector b reak /bulk , co n ta in ers,
lash en unit-Ioads, maar ook in de d roge en
vloeibare m assalad in gen . H et resultaat
daarvan is o .m . dat een vierkante m eter
kadeterrein in de h aven in ten siev er zal
worden benut. V ele terreinen zijn echter
geconcipieerd en ontstaan in een tijd, to en
deze concentratie van activiteiten n o g niet
die vlucht had g en om en van thans. Hieruit
zal dus onherroepelijk v o o rtv lo e ie n , dat
bij een verdergaande sp ecia liserin g in de
ladingbehandeling, de o p sla g en de distri­
butie, ruim te o v er zal b lijven , althans
ruimte w elk e niet m eer optim aal benut zal
kunnen w orden . W at zijn v o lg e n s H ollwey de con seq u en ties van dit p roces? D e
econ om ie eist dat de in vesterin gen zich
richten naar de beh oeften : wordt er ergen s
een over-ruim te g ecreëerd , dan zal d e z e
m oeten w orden a fg esto ten , dan w el voor
andere d o elein d en m oeten w orden b e ­
stemd.
Globaal gesproken g e lo o ft H o llw e y d u s,
dat de m oderne haven s een inkrim pingsproces zu llen ondergaan, h etw elk hun a l­
gem ene d oelm a tigh eid ten g oed e zal k o­
men. W aarom , z o vraagt hij zich a f, m oet
trouwens een haven als een reusach tig g e ­
bied o v er rivieroevers en -m on d in gen
S. en W. - 43e jaargang no. 16 - 1976
w orden u itgevlijd? W il m en de kracht van
een zeeh a v en verh o g en , dan m oet het
principe van een langzaam uitdijende
m assa w orden vervan gen door een c o n ­
centratie van g o ed fu n ction eren d e en b e­
trekkelijk w e in ig ruim te beslaande ker­
nen. M en kan o v er dit standpunt van m e­
n in g v ersch illen . H et is v o lk o m en d u id e­
lijk wat H o llw e y v o o r o g en staat; aan de
andere kant blijft een h aven g eb o n d en aan
de fy sie k e o m v a n g van de b ezo ek en d e
sch ep en . S o m s k om en er aan een g e sp e ­
cia liseerd e kade drie grote sch ep en te lig ­
g e n . d ie gelijktijdig behandeld m oeten
w orden. V o o r e e n fa ciliteit, z o a ls b ijvoor­
b eeld Europe C ontainer T erm in u s, is dit
natuurlijk g een en k el p rob leem . Er zijn
ech ter o o k dagen w aarop er h elem aal geen
sch ip ligt; o f er ligt er slech ts é é n . Het dan
n iet benutte d eel van de kade valt niet a f te
stoten. D e liniaire c o n cep tie van b esch ik ­
bare ruim te is v o o r een h aven w elk e snel
haar sch ep en w il beh an d elen een on ver­
m ijdelijke b a sisg ed a ch te. In d eze sectoren
lijkt een rationalisatie van de ruim te alleen
haast niet m eer denkbaar. M aar er zijn
natuurlijk o o k tal van andere faciliteiten
eld ers in de h aven waar het optim um in
gebruik niet geh aald w ordt, tenzij er in­
derdaad, zo a ls H o llw e y su ggereert, op
grote schaal aanpassingen plaatsvinden.
Eén asp ect van de ’aan gep aste ru im te’ in
d e h aven is het slu iten van de oude h aven­
b ek k en s. D at is een heel m oeilijk e m ate­
rie, waar m en in tal van h aven s n og in het
g e h e e l niet uit is. H o llw e y n o em t het
vo o rb eeld van L on d en , waar de ou d e
’d o c k s’ h et en e na het andere w orden
d ich tg eg o o id en een n ieu w e b estem m in g
krijgen, terwijl ter co m p en sa tie de g ed a ch ­
ten uitgaan naar een g e h e e l n ieu w h o o g ­
w aardig co m p le x aan de m on d in g van de
T h eem s bij d e zo gen aam d e M aplin San ds.
In Rotterdam correspondeert de richting
van de verp laatsin g w el m et d ie van L on­
den; beide h aven s verplaatsen zich nam e­
lijk in de richting van de z e e . M aar het
versch il tussen beide is, dat R otterdam het
n ieu w e areaal (E em h a v en , Europoort,
M aasvlakte) al ter b esch ik k in g h ee ft, ter­
w ijl er in het L ondense M aplin Sandsproject n og z e lfs geen en k ele paal de
grond is in gegaan . Wij zijn er ech ter w el
a ch tergek om en , dat de stad Rotterdam
niet zo maar de oude h aven s b egrepen
tussen de Parkhaven en de M crw ehaven
kan d ic h tg o o ien , o ok al is daar nu veel
onrendabele ruim te ontstaan. O n getw ij­
feld ech ter zu llen d eze oudere h a v en g e­
bieden v roeg o f laat w orden o p g e d o e k t. en
terecht. M aar het is erg m oeilijk om het
tem po van het sluiten te b ep a len , om dat
dit im m ers ten nauw ste verband houdt m et
de vraag in hoeverre de w erk zaam heden
Inhoud van dit nummer;
Gaan onze havens krimpen?
Some problems related to the use of
scale models in experiments on ship
acoustics
Prediction of sound levels
Mittelschnellaufende 4-TaktDieselmotoren
Nieuwsberichten
481
op k o m st van de ’m ulti-purpose carrier’
ertoe zal bijdragen, dat de ladingen van
e en trader m eer gesorteerd aan de betrok­
ken term inals zullen aankom en. D e erva­
ring van de ged eg en stuw adoors kan
daarbij m ed e een factor zijn om ook dit
d eel in de goed eren aan voer verder te
stroom lijnen.
M ag m en d e vraag stellen o f het verdw ij­
nen van het Rijnpoort-project sym ptom a­
tisch is voor de door H o llw ey g esig n a ­
leerde tendens naar haveninkrim pingen?
Het lijkt, dunkt o n s, verantw oord om het
w eg v a llen van Rijnpoort in dit licht te be­
z ien , oo k al is er een sc h o o l, die vertelt,
dat dit alleen het g e v o lg is van het door­
drijven van bepaalde p olitiek e partijen in
de gem eenteraad en R ijnm ond. D e overruim te d ie kennelijk ontstaan zou zijn als
R ijnpoort er toch gek o m en w a s, zou een
voor de ec o n o m ie zeer n adelige factor
g ew eest zijn. Een ieder w as het er inm id­
d els over e e n s, dat het project z o niet
o v erb o d ig , dan toch veel van zijn urgentie
had verloren. W el is n o g h evig gestreden
o ver de vraag o f de terreinen v oor de toe­
kom st gereserveerd m oesten blijven. E i­
genlijk w as Rijnpoort het eindpunt van de
slin g erb ew eg in g , d ie vooral na de oor­
logsjaren vaart heeft g e g e v e n aan een bij­
kans o n geb reid eld e h aven exp an sie. T och
w as Rijnpoort niet de eerste h aven , waar­
van de plannen niet w erden uitgevoerd.
D enken wij terug aan de dagen van het
T w ee d e M aasvlakte-project, dat O ostvoorne praktisch van de z ee zou afsluiten,
aan d e plannen om de duinen van V o o m e
te doorprikken voor n ieu w e industriehav e n s, ja , aan de plannen o m o o k de H oeksew aard aan de R otterdam se h aven m o­
loch te o fferen . A ch tera f bezien zal ieder­
een blij zijn, dat het toen bij de plannen is
g eb lev en .
elders in de nieuw ere g ed eelten van de
haven kunnen w orden o v erg en o m en .
G eorge H o llw ey is niet erg verrukt o v er de
havens; hij b esch ou w t ze als een soort
noodzakelijk kw aad, als een 'h ik ', d ie de
goederenstroom van producent naar c o n ­
sum ent stoort en ophoudt. O m d ie 'hik' z o
zacht m ogelijk te m aken , creëert hij zijn
pijplijnfunctie: de vlo eien d e b e w eg in g ,
waarbij interm odaal transport de b e w e ­
g in g gaande houdt d oor een soort g eru is­
lo ze overlad in g van trailer naar sch ip enz.
B ell L in e. de uitw erk in g van de pijplijn­
ged ach te, steunt o p het gebruik van eig en
o p leg g ers, eig en sch ep en , e ig en term i­
n als, ja , z e lfs eig en treinen. H o llw ey vindt
dat er niet van uitgegaan kan w ord en , dat
havens een g eh eel e ig en produktieindustrie zijn: zij zijn er slech ts om dat het
482
sch ip niet o v er land kan varen en de trailers
en treinen niet o v e r w ater kunnen rijden.
Maar H o llw e y heeft w el geprobeerd om
d e versch illen z o veel m ogelijk w e g te
werken door de in zet van zijn interm odale
transportm iddelen. D e kanttekening die
men hierbij kan m aken is dat niet elk ver­
voer zich leent v oor d e z e zogen aam d e in ­
term odale benadering. N o g altijd kom en
in de h aven s sch ep en binnen die m et een
grote v ersch eid en h eid van g o ed eren zijn
beladen; de opm ars van de con tain er heeft
ons w el een s d oen v ergeten , dat het o u ­
d erw etse sch ip , dat m et alles en n o g w at
beladen is, nog im m er e en veel g ezie n e
versch ijn in g is. Een dergelijk vaartuig, o f
althans de lading ervan , valt m oeilijk door
de pijplijn te pom p en . W el ligt het echter
binnen de lijn der verw a ch tin g en , dat de
M aar het keerpunt - laten wij z eg g en van
h aven exp an sie naar een doordachte ha­
v en c o n t r a c t i e - is in de dagen van
Rijnpoort aan het licht gek o m en .
-V
H o llw ey stelt ten slotte de vraag, w at er
gebeurd zou zijn indien m en zich eerder
aan het standpunt had geh ou d en om alleen
dan v oor n ieu w e faciliteiten te zorgen ,
w anneer er een gegarandeerde behoefte
v o o r blijkt te zijn. H am burg en B rem en
hadden dan n iet g ev o ch ten om de lading,
d ie op natuurlijke w ijze v ia de Rijn naar
R otterdam had g e m o e te n , zeg t hij. Wij
zijn hem erg dankbaar v o o r d eze co n clu ­
s ie , maar zij gaat v eel te ver. D e D uitse
h aven s heb b en on g etw ijfeld hun eigen be­
staansrecht en slech ts o v er enkele
co n cu rren tie-elem en ten kan m en van m e­
ning versch illen .
D e J.
Schaalmodelexperimenten onmisbaar bij de bestudering van het akoestisch
gedrag van schepen
V oorw oord bij ’S o m e problem s related to the u se o f sca le m o d els
in exp erim ents on ship a c o u stic s’
Bij het o v e m e m e n in Schip en W erf van de inhoud van een
speurwerkrapport, dat is uitgebracht d oor het N ed erland s
S ch eepsstudiecentrum T N O , m aak ik als auteur ervan graag
gebruik van de g eleg e n h eid d ie de redaktie mij b ied t o m e n ig e
w oorden ten g e le id e te schrijven. Im m ers waar het gebruik van
sch aalm odellen ten b e h o ev e van h yd rod yn am isch w erk een w e l­
bekende en g eaccep teerd e zaak is, blijkt dit lang n iet altijd het
geval te zijn m et het sch a a lm o d elo n d erzo ek ten b e h o e v e van
sch eep sak oestisch e problem en .
In dat g e v a l rijst d e vraag o f het verstandig is om m ee te w erken
aan een publik atie in S ch ip en W erf, waarin z o w e l in de titel als in
de in h ou d , p rob lem en d ie verb on d en zijn aan het w erk en m et
sch a a lm od ellen , naar voren k o m en . H et zo u m eer v o o r de hand
liggen o m eerst een artikel te sch rijven , w aarin de nadruk ligt op
de belangrijke m ogelijk h ed en die het sch a a lm o d elw erk biedt en
om aan te g e v e n w e lk e resultaten in de lo o p der jaren erm ee
w erden verkregen.
Er zijn ech ter tw ee redenen w aarom w e toch graag o n ze m ed e­
werking aan d e z e pub likatie g e v e n .
In de eerste plaats bevat d e z e publikatie in de T n trod u ction ’ een
beknopt o v erzich t van de redenen w aarom sch a a lm o d ellen o n ­
misbaar zijn bij exp erim enteren en w ordt o ok de to ep a ssin g kort
aangeduid (z ie ook h oofd stu k 5 ). O ok w ordt er v erw ezen naar
literatuur w aarin belangrijke to ep a ssin g en en resultaten van
sch aalm od elon d erzoek zijn b esch rev en , z ie m et nam e ref. (6] en
[7].
In de tw eed e plaats is het z o , dat het o n d erzo ek , naast een
antwoord o p d e betrekkelijk sp e c ia listisc h e vraag nl. h o e lasverbindingen m oeten w orden g em o d e lle e r d , oo k een resultaat g ee ft
van v eel alg em en ere strekking.
Wij m en en dat de ed u ca tiev e waarde daarvan groot is , z o w e l voor
d egen en d ie a k o estisch e m etin g en aan boord van sch ep en o f aan
m od ellen u itvoeren , als voor d ieg en en d ie dergelijk e m etin gen
m oeten b eo o rd elen . W e zu llen daarom in het kort dit punt nader
toelichten.
Ter bean tw oord in g van de vraag o f het n ood zak elijk is om lasverbindingen in sch aalm od ellen van sch eep sco n stru cties erg nauw ­
keurig te m o d elleren , zijn een aantal g o ed op elkaar gelijk en d e
constructies on d erzoch t, d ie m et b eh u lp van d iverse v erb in d in g s­
technieken geconstrueerd w aren. D e on d erlin ge v ersch illen in
akoestisch gedrag van d eze m o d elco n stru cties w erden bepaald.
Daarnaast werd een vergelijk in g gem aakt m et het ak oestisch
gedrag van een gelijk v o rm ig e con stru ctie o p v o lle sch aal, die
gelast w as v o lg e n s een in de sch eep sb o u w geb ru ik elijk e w ijze.
Om te kunnen v aststellen o f de v ersch illen tu ssen de m o d ellen
onderling en tussen m o d ellen en v o lle-sch a a l-co n stru ctie veroor­
S. en W - 43e jaargang no. 16 - 1976
zaakt w erden door de m o d elv erb in d in g en , is in de eerste plaats
door h erh alin gsm etin gen de m eetn au w k eu righ eid v a stg esteld .
V erder zijn er ook z o w e l o p m od elsch a a l a ls o p v o lle sch aal een
aantal n om in aal g elijk e con stru cties g eb o u w d en on d erzoch t.
O nder nom inaal g elijk e co n stru cties, verstaan w e con stru cties die
z o g o ed m o g elijk op d ezelfd e w ijze naar d e z e lfd e tek en in g zijn
g eb o u w d .
H et b leek nu dat m et nam e voor de co n strü ctiegelu id overdracht
in de m o d ellen g o ld , dat er w el v ersch illen tussen m o d ellen m et
v ersch illen d e typen verb in d in gen optraden, maar dat d eze niet
groter w aren dan die tu ssen het gedrag van nom inaal gelijke
m o d ellen . O ok o p v o lle schaal traden v ersch illen van e n ig e d B ’s
o p in de con strü ctiegelu id overd rach t v o o r nom inaal gelijk e c o n ­
structies. M eeton n au w k eu righ eid kon de grootte van d e g e v o n ­
d en v ersch illen niet verklaren. D e statistisch e sp reid ing v oor
n om in aal gelijk e con stru cties in aanm erking nem en d , m oet w or­
d en g eco n clu d eer d dat de versch illen d e on d erzoch te m o d elv er­
b in d in gen g e e n e sse n tie e l versch illen d e m o d ellen o p lev eren .
D e redelijk g o e d e o v ereen k o m st in a k oestisch gedrag tussen
m o d e lle n en prototypen leidt tot de c o n c lu sie , dat d e o n d erzo ch ­
te, niet al te n auw keurig g esch a a ld e verb in d in gen , g een afbreuk
d o en aan de betrouw baarheid van de m o d ellen .
E ch ter van m eer a lg em een b ela n g is de c o n clu sie dat elk e c o n ­
stru ctie, w aarin de geluidoverdracht onderzocht w ord t, slech ts
écn van de m ogelijk e realisaties is van de betreffen d e b o u w tek e­
n in g. E lke andere zal e n ig sz in s afw ijken v oor w at betreft haar
ak oestisch gedrag. D it kom t o o k tot uiting bij d e gelu id overdracht
in series van nom inaal g elijk e sch ep en (z ie A p p en d ix B ). En
daarom is een o n zek erh eid van e n ig e d B ’s bij het v o o rsp ellen van
octaafb an d n iveau s v o o r een sch ip , niet a lleen maar het g e v o lg
van b eperkingen d ie de bestaande v o o r sp e llin g sm o d ellen ken ­
n en , m aar oo k van d e z e altijd a a n w ez ig e sta tistisch e sp reiding.
D at de sp reid in g in d B (A )-w aard en kleiner is dan d ie voor o c ­
taafbandniveaus (z ie A p p en d ix B ), is statistisch g e z ie n te ver­
w a ch ten , om dat bij d e om rek en in g naar d B (A )-w a a rd en de afw ij­
k ingen in de versch illen d e octaafbanden elkaar min o f m eer
kunnen op h effen .
D at v o o r de ’in g e w ik k e ld e ’ sch eep sco n stru cties in c lu sie f g elu id b ronnen, een iets k lein ere spreiding wordt g ev o n d en dan voor de
betrekkelijk sim p el gecon stru eerd e lab oratoriu m m od ellen , is
v erm oed elijk o p a n a log e w ijze te verklaren. In elk sch ip zijn nl.
vaak m eerd ere, o n d erlin g o n g e v e e r ev e n belangrijke g elu id o v erd rach tw egen a a n w ezig . Bij zu stersch ep en is de kans vrij groot,
dat on d erlin g e v ersch illen in gelu id overd rach t via één bepaalde
overd rach tw eg m inder sterk tot uitin g k o m en , hetzij om dat de
bijdrage tot d e totale gelu id overd rach t rela tief gerin g is, hetzij
doordat on d erlin ge v ersch illen in te g e n g e steld e zin v oor een
andere w e g het effe c t verm in d eren .
T ech n isch P h y sisc h e D ien st
ir. J. W . Verheij
483
Some problems related to the use of scale models
in experiments on ship acoustics4
BY IR. J. W. VERHEIJ**
Sum m ary
Scale m odels are often an useful too l in the research o n n o ise reduction m easures o n board ships. There are, how ever, difficult
practical problem s in correctly scalin g w elded jo in ts betw een p lates and beam s o f the structures. In vestigation s have been performed
in the influence o f different jo in tin g m eth od s o n the sou n d transm ission properties o f a series o f m od el structures. Further a com'
parison has been m ade betw een the so u n d transm ission properties o f these m od els an d th o se o f tw o sim ilar full scale structures
1
Introduction
In various branches o f engineering physical scale
models are a well know n means for solving practical
problem s [1, 2]. Also in acoustics the usefullness o f
scale models which are dynamically similar to full scale
structures (prototypes) has been recognized [3, 4], A
n u m b er o f applications have been published in
literature.
Scale models for ship acoustic investigations are
especially promising. In many types o f ship, sources
o f intense noise are often located near living quarters
intended for long stay. This problem together with the
good transfer path for structureborne sound in the
steel structure o f the hull, presents a challenge to the
acoustician, always bearing in mind the necessity for
structural strength, seaworthyness, econom y and
effective isolation. M oreover it is costly to retain a
ship for acoustical laboratory type investigations away
from norm al operational trade.
Because o f the complexity o f the sound transmission
paths only a m inor group o f problem s can be treated
by the aid o f m athematical or o f electrical analogons.
Physical scale model experiments are therefore indis­
pensable. They offer three m ajor advantages:
- no interference with ship or yards operations
- clean experimental conditions (no interfering sound
sources as on board)
- low costs o f step by step modifications in the steel
model.
Usually a relatively small section o f a ship will suffice
for a meaningful experiment [5, 6, 7], F o r ship
acoustics, scale model experiments are useful
1. in research
- to find m ajor trends with respect to the tra n s­
mission o f sound via different paths, a.o. for
setting up m athematical models
* R eport N o . 215 S van het N ed erlan d s S ch eep sstu d iecen tru m
TNO
** T ech n isch P h y sisch e D ien st T N O -T H . D elft
484
- to select the m ost promising full scale experiments
2. in consulting work
- to com pare alternative arrangem ents or struc­
tures.
This report gives the results o f some investigations into
the practice o f scale modelling, especially into the
physical accuracy required o f such models for applica­
tion in ship acoustics. It concerns the unavoidable
deviations from the model rules with respect to the
welded joints.
In chapter 2 a sufficient set o f rules for maxing
proper scale models are m entioned an d some related
practical difficulties are discussed.
In chapter 3 investigations are reported on the trans­
mission o f structureborne sound and the sound radia­
tion o f steel scale models o f a deck. These models have
been constructed using different m ethods o f jointing
the deck plate a n d the stiffeners. Furtherm ore a com ­
parison is m ade between the sound transmission prop­
erties o f the models and those o f similar full scale
structures.
In chapter 4 special attention is given to the dissimi­
larity o f structures which has been m ade with normal
accuracy from the same draw ing (nominally identical
structures).
In course o f the experiments described in chapter 3,
it appeared th at the sound transmission properties of
structures which had been m ade from the same draw ­
ing gave greater differences acoustically than could be
explained by measuring inaccuracy. Therefore investi­
gations on some potential origins o f these differences
have been performed.
Finally, in chapter 5 a full scale and a model experi­
ment on the sound transm ission via rubber mountings
m ounted on a steel deck are reported. The object in
view was to investigate whether the differences in sound
transmission via the two m ountings and the steel
structure were similar for full scale and model scale in
spite o f the fact that the model deck structure had not
the right model properties for sound transmission.
2 Scale models o f mechano-acoustical systems
the corresponding areas in model and original, equal
velocities are found at corresponding positions and
The dynamical properties o f a full scale mechanoacoustical system may be learned from model experi­
ments if the following “ model rules” are met, ref.
[3, 8, 9]:
moments. Thus if the excitation is scaled correctly the
model vibrates geometrically similar to the prototype.
As a consequence the ratio o f vibration amplitudes
for two positions o f the system are equal for model
and prototype. This holds also for the ratio o f pressure
and velocity.
Similarity relations for other impedance and transfer
functions can be easily derived from this.
The similarity law as pointed out here is valid as
long as effects due to gravity and flow may be neglected.
F o r dissipational forces the model is only correctly
scaled by the above mentioned rules, if the dissipation
may be characterized with a loss factor which is
independent o f frequency [8, 9],
In practice the modelling rules are never completely
met in the case o f shiplike structures. F o r instance the
precise modelling o f closed tanks, lining, bulkheads
and cables is very expensive if not completely im­
possible due to physical restrictions. So it will be
necessary to make a more or less intuitive decision o f
w hat simplifications are allowed without spoiling the
desired dynamical properties o f the model. One o f the
points o f continuous concern is a correct modelling
o f the welding o f steel plates and stiffeners together.
W hen the scale factor is m ore than say two, it is a
great practical problem to m ake welding joints that
are geometrically similar to the full scale ones. Build­
ing a model a t scale 1:10, continuous welding is very
difficult, especially when plates of different thicknesses
are involved. But also for intermittent welding the
model joints are rather different from correctly scaled
ones.
Therefore some investigations have been perform ed
on the acoustical properties o f model structures with
different types o f joints.
These experiments date from 1970. In recent years
much progress has been m ade in the thin plate welding
m ethods, especially for welding under inert gas protec­
tion. A t the m om ent rather accurate modelling o f
typical shipboard welding is possible. However, these
techniques dem and a very specialised craftsm an who
is norm ally not available in an acoustical laboratory
because there is no continuous w ork in this field. Thus
it is still relevant to investigate to w hat extent devia­
tions due to simpler techniques are acceptable.
- the model should be geometrically similar to the full
scale system with all linear dimensions reduced by a
factor n
- the frequency is scaled up with a factor n
- the model should consist o f the same elastic solids
and fluids as the original at corresponding positions.
If the model rules as mentioned above have been met,
the phase velocities o f elastic waves o f all types (dis­
persive or not) are invariant for the geometrical scale.
This means that wavelengths o f all wave types are
reduced by the geometric scale factor, if the frequency
in the model experiments is scaled up by this factor.
Lord Rayleigh stated this as follows, ref. [3]:
“ Conceive two geometrically similar b o d ie s whose
mechanical constitution at corresponding points is the
same, to execute similar movements in such a m anner
that the corresponding changes occupy times which are
proportional to the linear dimensions - in the ratio,
say o f 1://. Then if the one m ovem ent be possible as a
consequence o f the elastic forces, the other will be also.
For the masses to be moved are as 1 :n 3, the accelera­
tions as 1 : n ~ \ and therefore the necessary forces are
as 1 :n2; and, since the strains are the same, this is in
fact the ratio o f the elastic forces due to them when
referred to corresponding areas. If the elastic forces
are com petent to produce the supposed m otion in the
first case, they are also com petent to produce the
supposed m otion in the second case.”
Since the same m ethod o f com parison applies both
to elastic solids and to elastic fluids, an extension may
be m ade to mechano-acoustical systems.
Alas, it is confusing that recent publications ref.
[10, 11] are stating that bending wave patterns in
structures are not properly scaled with the above
mentioned rules, due to dispersion. However, Rayleigh
in 1877 and Schoch and Feher ref. [8] gave the physical
arguments why this statem ent is incorrect and also
"straightforward” calculations with the know n for­
mulae of bending wave speeds in plates or beams will
prove this immediately.
If the wavelengths are scaled down at the same rate
as the linear dimensions, the model can vibrate geo­
metrically similar to the original system. F rom the
publication of Rayleigh [3], w ho stated this law, it can
be seen th at when equal pressures and stresses act on
S. en W. - 43e jaargang no. 16 — 1976
3
Investigations on model joints
M easurem ents have been perform ed on two nom inal
identical full scale deck structures a n d on eight m odel
485
Fig. 1. Full scale deck structure (1966). O nly the exciter at the
centre o f the horizontal beam has been used. On the full
scale structure “ 1972” only this centre exciter has been
fitted on the beam .
Fig. 2.
M odel scale deck structure. The miniature accelero­
meters and the electrom agnetic exciter can be seen.
deck structures with various types o f joints. The tra n s­
mission o f structureborne sound has been investigated
an d also the radiation of sound into a reverberation
room.
In section 3.1 the measurement arrangements and the
structures-ate disr.msp.d
In section 3.2 a description is given o f the various
model joints.
In section 3.3 and 3.4 respectively, the experiments
on structureborne sound transmission and on sound
radiation are reported.
3.1
M easurement arrangements
The deck structure which has been used for the experi­
ments, consisted o f a flat steel plate which was stiffened
by beams in one direction.
Perpendicular to the deck plate a beam structure
was fitted on which the excitation was exerted. This
can be seen in figure 1 and 4 for a full scale deck and
in figure 2 for a model deck.
The two full scale structures have been made by
shipyard personnel with norm al accuracy from the
same drawing, but with a period of six years in between.
They were fitted successively in an opening o f a con­
crete floor between two reverberation room s with a
volume o f 105 m 3 each (fig. 3). The thickness o f the
deck plate and the dimensions o f the beams are repre­
sentative o f those applied in superstructures.
The full scale decks were supported at the edges by
wooden laths. G aps between the deck and the laths
and between laths and concrete floor were filled up
with a butyl filler.
486
section A -B
dim e nsion s in cm
Fig. 3. P osition o f the deck betw een tw o o f the insulation rooms
o f the L aboratory o f A pplied Physics o f the Techno­
logical U niversity at D elft.
- in the models there was no welding seam between
the deck halves as in the full scale decks
- for practical reasons the model room stood upside
down, therefore the model decks rested on the
“ b o tto m ” -side o f the floor-opening. A thin layer o f
clay was used to close some gaps between floor and
model decks. F o r one model the influence o f a
support by wooden laths has been investigated.
1900
fixing points of shaker
3300
3.2
Different types o f jo in ts
150
600
positions of accelerom eter s.. •
4
3300
view from below
dimensions in mm
Fig. 4. D im ension o f the full scale deck structures.
In the two full scale structures the stiffeners were welded
to the deck by staggered intermittent welding {fig. 6).
F or the model structures soldering, tack-welding
and a com bination o f tack-welding and glueing has
been used, viz.:
- three identical models with staggered intermittent
soldering (fig. 6)
- two models with tack-welds on one side o f the beams
at distances o f 8 cm in between
- one o f these models modified by adding glue (H ottinger X-60 com pound) on both sides o f the beams
in the edges formed by deck and beams a n d the
other by doubling the num ber o f tack-welds
- two identical models with tack-welds at distances o f
4 cm
- one of these models modified by doubling the n u m ­
ber o f tack-welds.
Holland profile 100x8
3.3
24,
Î10
100
■HÖ
10
0.75
full scale
model scale
dim e nsion s in mm
Fig. 5. Cross sections o f full scale and m odel scale stiffeners.
The scale model structures were geometrically nearly
similar to the full scale decks, all linear dimensions
reduced with a factor 10. Also the upper reverberation
room with concrete boundaries and the concrete floor
with opening were modelled.
However beside the jointing m ethods several other
deviations from the correct model rules for the m ea­
surement arrangem ent and the model decks were as
follows:
- the bulb profile stiffeners as used in the full scale
structure were modelled by bended flat strips (see
cross sections fig. 5)
S. an W. - 43e jaargang no. 16 - 1976
Experim ents
In designing the experiments the question m ust be
answered what is a good criterion by which to judge
the utility of a jointing m ethod on model scale. As
scale models are used to learn ab o u t sound trans­
mission and radiation properties of full scale struc­
tures, it is the similarity with respect to these properties
between full scale and model structures th at has been
chosen as the criterion.
075
0.75
d = 2 0 , 4 0 o r 80
d im e nsion s in mm
Fig. 6. D ifferent jo in t configurations
a. staggered interm ittent w elding (prototype)
b. staggered interm ittent soldering (m odel)
c. tack w elding (m odel).
487
3.3.1
T ran sm issio n of s tru c tu re b o rn e so u n d
In the experiments the structureborne sound trans­
mission has been characterized by the ratio o f the
mean square value of the acceleration at the excitation
position and that on the deck plate averaged over five
accelerometer positions (fig. 4).
The m easurement results are presented as level
differences following form ula (1)
AL = La( e x c ) - L 5(deck) = 10 l og—
<
(1)
a deck >
should not exceed (1 7 0 -10- 3 ) - 1 0 ~ 3 kg, because the
ratio o f mass o f corresponding parts in full scale and
model scale is 103.
By using the smallest accelerometer available in the
laboratory with a mass of 2 5 0-10” 6 kg and an electro­
magnetic exciter which did not load the structure, this
condition was not violated seriously. It was experi­
mentally checked, however, th at coupling o f an other
exciter with a mass o f only a few grams, changed the
vibration pattern of the excited model beam consid­
erably. F or the acceleration measurements on the
model deck plate accelerometers with a mass of
250-10 6 kg (type: Wilcoxon 90) were also used.
Special measures were taken to avoid cross talk prob­
lems using these electrically unshielded accelerometers.
F o r the measurements on the first full scale structure
(1966) only accelerometers with a mass of 3 0 -1 0 “ 3 kg
have been used, thus much less than I03 x the mass of
the model accelerometers, because originally these
experiments were performed within the scope of
another contract. However, on the second full scale
structure (1972) the acceleration measurements have
been performed firstly with the 3 0 - 10~3 kg accelero­
meter fitted to the structure in the usual way but
secondly by adding an extra mass o f 220 • 10 “ 3 kg
between deck and accelerometer, thus giving a good
model (scale 10:1) o f the Wilcoxon accelerometers.
As can be seen from figure 7h, the acceleration levels
measured with added mass are considerably lower for
octave bands with centre frequencies 2, 4 and 8 kHz
(full scale). This influence on the vibration level o f the
added mass can be expected if a simple calculation on
an infinite plate model is made. For this reason and
also due to the difficulty o f sufficiently strong electro­
magnetic excitation of the models for frequencies
higher than 16 kHz, the upper limit of the frequency
range in the model experiments was the l/3-octave
band with centre frequency o f 16 kHz, corresponding
with 1.6 kH z on full scale. The lower limit was the
1/3-octave band with centre frequency of 500 Hz
(model frequency). The structureborne sound trans­
mission has been measured only for two models also
in the 250 Hz band. In all m easurements the exciters
were fed with pink noise filtered in 1/3-octave bands.
M ost results have been converted to 1/I-octave band
levels because for m any transmission problems investi­
gated on model scale such a resolution is thought to be
sufficient. This d a ta reduction makes the graphs easier
to interpret without changing the general conclusions
where < . . > denotes time averaging and < . . >
denotes time and spatial averaging. Because the ratio
o f the accelerations has no physical dimension, it
should be similar for the full scale and model scale
structures, in cases where the model rules have been
met correctly (see chapter 2).
In the interpretation o f the results o f the scale model
experiments two questions are to be answered. Firstly,
what differences occur in sound transmission in the
models due to the different jointing m ethods investi­
gated and secondly what are the deviations from the
sound transmission measured on full scale. Before a n ­
swering the first question it should be known what
differences might be caused by inherent measurement
inaccuracy and by the unavoidable spread o f trans­
mission properties between model structures that have
been m ade from the same drawing with the same jo in t­
ing method. Structures of this kind will be called
“ nominally identical structures” . To investigate these
problems, repeatability experiments have been per­
formed and several nominally identical structures have
been built.
In com paring the model experiments with the full
scale experiments a priori disturbance o f similarity
due to experimental conditions was to be avoided as
far as possible. This dissimilarity could be caused by
the coupling o f an incorrectly scaled exciter to the
structure or by the use o f incorrectly scaled accelero­
meters and boundary support o f the decks, but also by
an inaccurate definition o f the excitation spectra as
will be explained later. In the full scale experiments an
electrodynamical shaker was attached to the horizontal
beam (fig. 1) via rubber mountings. The mass o f that
part o f the exciter that was coupled to the structure
was 140 *10_ 3 kg. A contact resonance might be
expected near 2100 Hz.
O pposite to the exciter an accelerometer with a mass to be drawn.
The m ethod o f conversion has been discussed in
o f 3 0 - 10-3 kg was fitted. So in the model (scale 1:10)
the mass coupled to the horizontal excitation beam appendix A.
488
dB
dB
20
a. Three nom inally identical m odel decks,
dB
e.
D ifferent jo in tin g m ethods on the sam e
m odel deck.
dB
i.
Spread o f sou n d transm ission for tw o
full scale decks and m ean value for
eight m odels (31.5 H z band tw o m odels
only).
^ 10-1 */mod*)
b.
T w o nom inally identical m odel decks, f.
D ifferent boundary support
sam e m odel deck.
for the
Fig. 7.
dB
tack welded
d = 3 0 mm
Structureborne sound transm ission:
4 4 4-4 d = 40 mm
AT = Z-0(exc) —L j(d eck ).
20
-ioL l
31.5
63
125
250
500
1k
2kH z
31.5
10"1* /modal
c.
63
125
250
500
Ik
2kH z
-------- *■" 10-' * /moo.l
D ifferent num ber o f join ts for the sam e g. Spread o f sound transm ission for eight
m odel deck.
m odels (results for 31.5 H z band are
m easured for tw o m od els only).
dB
tac k w e ld e d
d = 40 mm
4 —4- — d — 20 mm
20
10
- i o L-L
31.5
63
125
250
500
Ik
2kH z
-----------10-’ « /modal
d. D ifferent num ber o f joints for the sam e
m odel deck.
S. an W. - 43e iaarganq no. 16 - 1976
■10-' »/modal
h. T w o n om inal sim ilar full scale decks;
influence o f accelerom eter mass.
489
Results
The results for the structureborne sound transmission
in the different decks are given in figure 7. F rom figures
7a and 7b it is seen that there are rather big differences
for nominally identical model decks both in the case o f
soldering and tack-welding. Visual inspection o f the
nominally identical decks did not reveal serious struc­
tural differences. It was thoroughly checked that the
differences have not been caused by poor repeatability
o f the measurements. By repeating some measurements
after the model deck had been removed from the floor
a n d had been installed again, it appeared that only
differences up to 3 dB could be traced to this origin.
However, on average these differences were lower than
2 dB. Considering the spread between the nominally
identical structures it must be concluded from the results
in the figures 7 a ... 7e that the different jointing m ethods
a n d the variation o f the num ber o f tack-welds does not
give models with essential different sound transmission
properties.
Therefore the transmission properties o f eight different
models have been characterized by the band of results
as given in figure 7g.
T o judge the utility o f the different m ethods a com­
parison was to be m ade with the full scale transmission
measurements. But then the question arises what typical
spread might be expected for nominally identical full
scale structures. To get an indication, it was decided
to repeat the first full scale experiment (1966) with a
newly built structure (1972).
The results can be seen in figure 7h. It appears that
also in these full scale experiments, differences in sound
transmission up to 10 dB are found. Visual inspection
o f the two structures revealed that the distortion due
dB
dB
10-' » Uod.i
a. Three n om in ally identical m odel struc­
tures.
b. T w o nom inally identical m odel struc­
tures.
dB
►io->
c.
d. Spread for eight m odels and mean
values for m odels and for full scale
decks.
T w o nom inally identical full scale decks.
F ig. 8.
R adiation efficiency: 10 log s.
to the welding process was certainly different at
corresponding positions, but not m ore than in normal
shipbuilding practice. Again it was checked that the
main origin o f the differences was not poor repeatability
of the measurements. So the results indicate that when
a num ber o f full scale o r model structures is m ade from
the same draw ing and with norm al accuracy, the sound
transmission is to be characterized by a rather broad
band o f possible values.
Certainly this spread wilt depend on the complexity
of the structures and the transfer function chosen. In
appendix B recent results o f m easurem ents on board
four sister ships are discussed.
Com paring the model results with the full scale
measurements a reasonable similarity is fo u n d except
in the octave band with centre frequency 31.5 H z; see
figure 7i. O ne o f the possible sources o f e rro r could be
a dissimilarity o f the power spectral densities o f aexc
for model an d prototype due to differences in excita­
tion, as has been pointed out in Appendix A. However,
for an essentially different mode! exciter the same de­
viation between model and prototype for the 31.5 Hz
band has been found. Therefore probably other un­
known causes for this deviation may be assumed.
Perhaps a n incorrectly sealed b oundary support will
have m ore influence at lower frequencies because o f
the small num ber o f resonant modes.
In the reverberation room the sound pressure and the
reverberation time has been averaged over three
m icrophone positions. The positions in the full scale
experiment “ 1966" were not exactly known. So in the
model experiments the geometrical similarity o f the
receiver positions is disturbed.
But as long as the sound field is sufficiently diffuse,
different sets o f m icrophone positions will give nearly
the same average sound pressure level. The deck
velocity has been averaged over the five accelerometer
positions shown in figure 4.
3.3.2
4
S o u n d r a d ia tio n e fficie n cy
When structureborne sound is generated in the deck,
sound will be radiated into the surrounding air. The
sound radiation may be characterized by the radiation
efficiency o f the decks.
This quantity gives the relation between the average
value of the velocity o f the deck and the radiated sound
power. Because the deck form s a p art o f the floor o f a
reverberation room , the radiation efficiency can be
obtained easily with the aid o f a simple relationship
between the average particle velocity o f the deck and
the average sound pressure in the reverberation room.
Using velocity levels and sound pressure levels this
relation is:
10 log i = L p — L v+ 10log(A/4S)
where
s = radiation efficiency
A = total absorption (m 2) = 0 . \6 1 V /T
V = volume (m 3)
T = reverberation time o f the room (X)
•S = surface o f the deck (m 2)
L p = sound pressure level (dB re 2 - 1 0 “ 5 N / m 2)
L v = velocity level
(dB re 5 - 1 0 _ 8 m/s)
S. en W. - 43e jaargang no. 16 - 1976
(3)
T he measurem ent results are shown in figure 8.
Again there is some spread between the radiation
efficiency o f nom inal similar structures on model scale
as well as on full scale. T he differences however seem
somew hat smaller than for the structureborne sound
transmission.
On the basis o f com paring the radiation efficiencies
o f the model structures with those o f the prototypes,
the different jointing m ethods were equivalent to th at
in the prototype. In figure 8d it is shown that the mean
values o f eight model structures deviate little from the
mean value o f the prototypes. Only for the 125 Hz a
m ore serious mean deviation o f five decibels occurs.
Also the spread o f the results o f the eight model struc­
tures is given in this figure.
Sound transmission in nominally identical structures
In chapter 3 it was reported that considerable dif­
ferences in transmission o f structureborne sound has
been found for structures which were m ade with
norm al accuracy from the same drawing. Poor rep e a ta b ­
ility o f the experiments has been excluded. A possible
reason could be the different deform ation o f the struc­
tures due to the welding process. Tw o experiments
have been performed to investigate the im portance o f
this effect.
In the first experiment a model deck structure co n ­
structed by using tack-welds(r/ = 80 mm), was deform ed
by supplying heat into the deck plate with aid o f a
flame. This has to be done in three stages, successively
increasing the deform ation. Each time the structure­
borne sound transmission, as defined in chapter 3,
was measured and com pared with that in the original
situation. For the measurements, unlike the descrip­
tion in chapter 3, a small electro-dynamical shaker and
accelerometers with a mass o f 2 - 1 0 “ 3 kg vfere used.
This was allowed because in this case no com parison
with a full scale measured transmission function was
aimed at. The shaker was fed with pink noise filtered
in octave bands (250-2000 Hz). In figure 9 the change
491
dB (octave bands)
dB
20
20 r
stage A (depth of pits: 0.5 mm)
------------- stage A
stage B (depth: 1 mm)
A L-.
-------------stage B
A (A L»)
10
10
stage C
T
-is»13*10-2 m
-10
;.b * 5 - 1 0 - 2 m
- 10
31.5
63
31,5
125
250
^
500
1k
2k
63
125
250
500
Ik
2k
4k Hz
4kH z
Anod*l
Fig. 9. C hange o f structureborne so u n d transm ission A L a —
L„(exc) —L j(d eck ) by heat deform ation o f a m odel deck.
In the stages A , B and C the deform ation has been in ­
creased, successively.
Fig. 11. C hange o f average acceleration resp on se o f a flat plate
for con stan t held exciter current and successive deform a­
tion o f the plate by beating pits.
(Ag = bending w avelength in plate).
o f sound transmission by heating is given. In stage A
a n d B the deform ations were representative for the
distortion observed on the full scale structures but
bigger than for the eight model structures o f chapter 3.
In stage C, the deck stifTeners came free from the deck
a t many positions between the tack-welds. This exag­
gerate deform ations were not representative for any
structure investigated until now. However, it can be
seen that the sound transmission had not been in­
fluenced seriously. But the results o f stage B show that
different distortion o f the plate can give a partial
explanation for the differences between nominally
identical decks.
In the second experiment the acceleration response
o f an unstiflfened flat plate has been m easured, before
a n d after deform ation o f the plate. The dimensions o f
the plate were similar to that o f the model deck plates
described in chapter 3 and a similar bo u n d a ry support
has been used. Firstly the acceleration o f the undistort-
ed plate was m easured at ten positions when the plate
was excited by a small electro-dynamical exciter. After
th a t the plate was deform ed with the aid of a steel ball
a n d a ham m er. Small pits were beaten in the plate along
six lines corresponding to the positions o f the deck
beams in the model decks (fig. 10). This was done in
two stages. In stage A, the depth o f the pits was nearly
equal to the plate thickness (0.5 mm) and in stage B it
was increased to twice the plate thickness.
The differences in plate response (averaged over the
ten accelerometer positions) for constant held current
through the exciter, is shown in figure 11. As can be
seen differences are hardly beyond the measurement
accuracy.
Fig. 10.
The results o f these two experiments indicate that
the differences in the deform ation o f the deck plates
may not give a sufficient explanation o f the differences
found for the sound transmission properties o f nom inal­
ly identical structures.
Flat steel plate (thickness: 0.5 m m ) deform ed by beating
sm all pits.
5
5.1
The use of an imperfect scale model
Investigations on alternative structural design
The sound transmission properties o f a model structure
which is used for laboratory investigations may be
rather different from those o f the prototype ship which
is modelled.
For very carefully scaled structures it has been reveal­
ed already in chapter 3 that one o f the origins o f these
differences is the unavoidable statistical spread for
nominally identical structures. So each particular
structure on full scale as well as on model scale, must
be considered as one possible realisation o f an ensemble
o f structures with statistically varying properties,
which could be built from the same drawings. The
relation between the m ean transmission properties of
the ensembles o f full scale a n d model structures should
be related by the theoretically derived scale factors.
492
The statistical variation o f sound transmission p ro p ­
erties o f complex shiplike systems is one of the reasons
why it does not m ake much sense to study the discrete
frequency response o f one particular ship with the aid
of a scale model. Even the measurements on board a
sistership will fail to give accurate answers in this case.
In practice other reasons should be added. Because
due to physical and economical limitations the model
rules are violated in several ways. Only a part o f a
ship will be modelled and in th at p a rt only the for the
sound transmission m ost im portant structural com ­
ponents.
Therefore the problem s which should be investigated
on model scale are:
- what are the general trends in the transmission of
sound in a particular class o f ships (see ref. [6],
p. 107)
- what is the relative importance o f different noise
reduction measures.
In the next section a simple experiment illustrates the
latter application. The difference in vibration isolation
for two different m ountings has been predicted accur­
ately from a model scale experiment, whereas the main
structure, a model deck, had transmission properties
considerably different from the prototype for several
frequency bands.
dB ( 1 / 3 - octave bands)
Fig. 12. Structureborne sou n d transm ission from excitation
point to a p osition at the centre o f the deck.
Fig. 13. M odel d eck and m odel m ounting.
5.2
Sound transmission via different resilient
mountings
A full scale deck structure (1972) and one of the model
decks from the experiments of chapter 3, have been
used for sound transmission experiments with rubber
mountings.
Two resilient m ountings have been cut in a block
shape out o f different rubbers:
m ounting A : 45° S h ; 7 x 12 x 6 cm
m ounting B: 55°Sh; 7 x 12 x 8 cm
From the same rubber samples model m ountings have
been cut (scale 1:10). Both on full scale and model scale
the sound transmission via the mountings an d the deck
structure has been determined. The differences for the
two m ountings on full scale and those on model scale
are compared. From the experiments o f chapter 3 it
was already known that the structureborne sound
transmission from the beam structure to the deck plate
was considerable different for prototype an d this
particular model deck for several frequency bands.
This is illustated by figure 12, where a point to point
transfer function has been given both for the prototype
and the model. The excitation position was on the
vertical beam structure (the same position as described
in chapter 3) and the response position was on the
I
..resilient mounting B
deck-.
zzzT
D
1B
p2B
Fig. 14. Sound transm ission m easurem ents via tw o resilient m ountings A L V = L V,
S. en W. - 43e jaargang no. 16 - 1976
T^kia ar*d ALp —Lpln Lpi\493
deck plate. In the experiment with the resilient m o u n t­
ings, the m ountings have been fitted on to p o f a very
simply shaped foundation (see figure 13 and 14). In
the model the difference AL v = L via — L VlA has been
determined for the velocity response on the beam
structure, when both m ountings successively were
excited by the same vertical velocity v0 (see figure 14).
The same has been perform ed for the sound pressure
response at a certain position in the model reverbera­
tion room below the deck (A L p = L pia — L P2A). The
m easurem ents have been perform ed with pink noise,
filtered in I/3-octave bands.
F or the full scale m ountings only the diffetence in
sound pressure response a t a position in the full scale
reverberant room has been measured.
The reverberant r o o m was not geometrically similar
to th a t on model scale. Only the volumes meet the
model rules.
In A ppendix C some interesting details on the model
experiments with the resilient m ountings are described.
They concern the reciprocity m ethod which is used for
the m easurem ent o f the sound transm ission and further
the m ethod by which the problem o f meeting simul­
taneously the contradictory model rules for gravitation­
al forces a n d inertial a n d elastic forces has been solved.
T h e results o f the m easurem ents are given in
figure 15.
F ro m the model experiments it a ppears that the dif­
ference in response for the tw o m ountings is indepen­
dent o f the transm ission path chosen, because A L v = A L p
within the m easurem ent accuracy.
One may expect th at this will be the case not only
for the tw o positions chosen, but also for other re­
sponse positions on the structure and in the reverbera­
tion ro o m an d also that the same will be valid for the
full scale structure. F ro m the full scale experiments it
is seen that AL p is nearly equal to the model results
for the corresponding frequency bands.
W ith this case study it is illustrated th at for a correct
prediction o f the effect o f an alternative structure with
dB
30
A Lp model mounting
A L V model mounting
Ai
A Lp full scale mounting
20
10
i . . i
31.5
63
125
F ig . 15. D ifferen ce in so u n d
m ou n tin gs.
494
250
500
tran sm ission
Ik
2k H i
via
tw o
resilient
the aid o f a scale model, it is n o t always necessary to
require th at the sound transmission properties for the
whole system are scaled correctly. F or this particular
case, w hen the model m ountings are modelled accu­
rately, thus having the p ro p er stiffness a n d when further
the im pedance ratios at the point o f a ttachm ent are
scaled correctly the m ost im p o rta n t conditions for
obtaining a good prediction have been fulfilled.
In general for predicting the effect o f resilient m o u n t­
ing systems with the aid o f a scale model, the m ountings
a n d the structures below a n d o n to p o f the m ountings
should be scaled accurately, giving the proper im ped­
ance ratios. How ever in general only a relatively
small p a rt o f the ship will influence the impedance
at the m ounting positions an d mostly the transmission
path o f interest for m achinery noise is th at in the verti­
cal direction. Therefore a relatively short “ slice” of a
ship on model scale will be sufficient for the study of
the effect o f resilient m ounting systems on ac co m m o d a ­
tion noise. A nd in this reduced ship not all details
in the m ain structure an d ac co m m o d a tio n need to be
scaled, because not the accurate prediction o f transfer
functions is aim ed at, but the change o f ac co m m o d a ­
tion noise due to an alternative m ounting system
(including realistic modifications o f seating structures).
6
Conclusions and evaluation
Different m ethods for the jo in tin g o f beam stiffeners
a n d plates o f shiplike deck structures on model scale
do not influence the sound transm ission properties
seriously. The m ethods investigated are soldering,
tack-welding and a com bination o f tack-welding and
glueing and also the num ber o f tack-welds has been
varied. However, the differences o f transmission pro p ­
erties between the m odels are prim arily caused by the
unavoidable statistical spreading in the sound trans­
mission properties for nom inally identical deck struc­
tures. T he different distortion o f the model decks was
suspected to be an im portant source for this statistical
spread, but experimental investigations perform ed on
this subject did not s u p p o rt this opinion convincingly.
Sound transmission m easurem ents on two full scale
structures, geometrically-similar to the models, indicate
that the spread found on model scale will be typical of
full scale structures too. C o m p ariso n with the spread
for sound transm ission in four sisterships suggests that
for m ore com plex structures an d m ore complex excita­
tion the spread could be som ew hat smaller. Further
the analysis b andw idth m ay play a n im p o rta n t role. The
average transm ission properties (octave b a n d results)
of a num ber o f scale models are rather similar to the
average o f two full scale structures for the frequency
range 63-1000 Hz. Only for the 31.5 Hz band did
considerable deviations occur. Further investigations
are needed to get an explanation for this deviation. So
the jointing m ethods used on model scale seem to be
acceptable in the frequency range mentioned.
Deviation o f transmission properties in com parison
with prototypes does not make scale models worthless.
Often the influence o f a sound reduction m easure can
be estimated from a scale model experiment.
F or shiplike models in general it will be sufficient to
References
1. L a n g h a a r , H . L ., D im en sion al an alysis and theory o f
m od els, W iley and S on s, N ew Y ork , 1965.
2. B a k e r , W. E ., P. S. W e s t in e and F. T. D o d g e , Sim ilarity
m eth od in engineering dynam ics: T heory and practice o f
scale m odelling. H ayden B ook C o m p ., In c., N ew Jersey,
1973.
3.
L o r d R a y l e i g h , The theory o f so u n d , V ol. 2, D over Publica­
tio n s, N ew Y ork , 1945, 429.
4.
K o s t e n , C. W ., N o te on sim ilarity tests o f sou n d isolation ,
R eport o f the 1948 Sum m er Sym p osiu m o f th e A cou stic
G roup , Phys. Soc. L on d on (1949), 87.
5. J a n s s e n , J. H ., M odel experim ents on so u n d transm ission
from engine room to a cco m m o d a tio n in m otorsh ip s, N SS report N o . 87 S.
6. T en W old e, T ., R eciprocity experim ents on the transm ission
o f sou n d in ships. T hesis, T echnical U n iversity D elft, 1973.
7. V a n T o l , F . H . , A m od el study o f dam p in g layers applied in
ship structures. P roceedings o f 5th IC A , Liège, (1965), paper
F 63 (see also N S S report N o . 133 S, 1970).
APPEN DIX A
Transfer functions for 1/3 and 1/1-octave band.
1
Influence of power spectral density
In a linear system the transfer functions defined by the
1/3 or 1/1-octave band level differences at two dif­
ferent response positions may vary considerably
depending on the power spectral density distribution
of the excitation within the filter bandw idth. Therefore
a transfer function for a given bandw idth will only be
well defined if the power spectral density (see e.g. ref.
[14]) o f the input signal is given.
F or doing a perfect model experiment (see chapter 2)
the stress distribution in prototype and model should
be similar not only at the corresponding positions but
also at the corresponding m om ents (linear dimensions
and time scale reduced by the same scale factor).
S. en W. - 43e iaaraana no. 16 - 1976
build only a small p a rt o f the ship on model scale and
to use for this part only the most im portant structural
com ponents. Only the structure that is to be modified
and its connections to the main structures should then
be modelled very accurately to obtain an accurate
estimation of the noise reduction. This point has been
illustrated with an experiment on the difference in
sound transmission via two rubber mountings.
F or a test o f the dynamical similarity o f full scale
structures and model structures, correct modelling of
the excitation, both in space an d time, is a priori
equally im portant as the modelling o f the structure.
8. S c h o c h , A . an d K . F e h e r , T he m echanism o f so u n d trans­
m ission through single lea f partitions, in vestigation s using
sm all scale m od els, A custica 2 (1952), 189.
9. T e n W o l d e , T ., M odel rules for the sou n d radiation by sh ip
hulls, M inisterie van D efen sie (M arine), H o o fd a fd elin g
M aterieel, Bureau S ch eep sb ou w , T orenstraat 172, ’s-G raven h age, N eth erlan d s, 1968, availab le on request.
10. P l a s s , K. G ., Schlierenoptische U ntersuchungen der S challabstrahlung von B lechen und periodischen Strukturen an
M od ellen , A custica 23 (1970), 265. See how ever a lso erra­
tum , A custica 24 (1971), 178.
11. T e u b n e r , V ., W asserschallabstrahlung von Platten mit und
oh n e V ersteifungen, A cu stica 31 (1974), 203.
12. S t e e n h o e k , H. F. and T. t e n W o l d e , On the validity and
a p p lication o f the reciprocity principle in a cou stics, 1970.
A vailab le at the sam e address as ref. [9],
13. T e n W o l d e , T ., J. W. V e r h e i j and H. F. S t e e n h o e k , R eci­
procity m eth od for the m easurem ent o f m ech an o-acoustical
transfer fu n ction s, Journal o f S ou n d and V ibration 42
(1975), 49.
14.
B e r a n e k , L. L. et al., N o ise and V ibration C on trol, M cG raw
H ill B ook C o m p a n y , 1971, 105, 127.
This implies similar spectral densities for the corre­
sponding 1/3-octave or 1/1-octave bands in prototype
and model experiments.
However for the experiments described in chapter 3,
different types o f exciters have been used for the full
scale and the model scale experiments. Owing to this,
it is possible that the stress distribution in the model
was dissimilar to that in the prototype and that the
spectral density o f the o u tp u t signals o f the accelero­
meters near the exciters was different for the corres­
ponding 1/3-octave bands. This may have caused dif­
ferences between model and prototype transfer
functions.
2
Calculation of 1/1-octave band dilFerences
A second problem is the conversion from 1/3-octave
band results to I/l-o c ta v e band transfer functions. As
495
Table 1. Example of conversion to 1/1-octave bands for different excitation spectra (La dB re 10~‘ m /s2)
1/3 -o cta v e band
m easured spectrum
flat spectrum
m easured spectrum
flat spectrum
50 H z
63 H z
80 H z
63 H z
prototype (1972)
L a (exc)
L - (deck)
AL
110
100
10
101
103
-2
121
102
19
121
106
15
L a (exc)
L~a (deck)
AL
100
90
10
100
102
-2
100
81
19
105
102
3
500 H z
630 Hz
800 Hz
630 H z
m odel
L a (exc)
L a (deck)
AL
79
75
4
82
82
0
84
74
10
87
83
4
L a (exc)
L a (deck)
AL
80
76
4
80
80
0
80
70
10
85
82
3
stated above, the power spectral densities within the
corresponding octave bands should be similar for
model and prototype. F or a perfect model this should
be valid both for a position near the exciter and at
response positions elsewhere. But where the aim o f
the experiments is to check this perfectness, this condi­
tion should be fulfilled primarily for the acceleration
response at the source. Because due to the I/3-octave
analysis the frequency inform ation within this ban d ­
width is lost and the only thing that can be done before
calculating the octave band differences, is to m ake the
I/3-octave band spectra similar for prototype and
model experiments.
In ou r calculation flat 1/3-octave band spectra have
been used.
F or the calculation o f Tfl(exc) —L-(deck), the 1/3octave band spectrum o f La(e\c) has been m ade flat
and for the calculation o f the radiation efficiency
10 log s = L p- L v(deck)+ 10 log 04/4S), the spectrum
o f L„(deck).
The following form ula’s have been used:
- for ALa = T0(ex c )-L a(d e ck ):
AL(cct) = 5 — 10log | £
1 0 - AL(i>/,0| d B
(A l)
- for 10 log s:
l O l o g j ( o c t ) = 1 10log | X 10lo*s(i)| ! - 5 d B
(A2)
As a n illustration o f the influence o f the shape o f the
496
1 /l-o cta v e band
1/3-octave band spectra on the octave band level dif­
ferences and by th at on the differences between model
and prototype, results are presented in table 1 for a
full scale and a ■corresponding model scale measure­
ment. F ro m this example it is seen that for flat excita­
tion spectra the transfer functions in model and pro to ­
type are equal. F o r the actually measured spectra the
transfer functions (1/1-octave bands) differ 11 dB!
If an analyser is available with F F T capacity, transfer
functions are easily obtained with a big resolution in
the frequency dom ain. Then with a generalized form
o f the form ulae ( A l) and (A2) broadband transfer
functions for fiat input spectra may be easily calculated.
APPENDIX B
Sound transmission in nominally identical ships.
Recently T P D has carried out noise measurem ents on
board four nominally identical tugboats. The measure­
ments have been performed during the sea trials under
nominally identical conditions.
Tw o different shipyards have build two o f the ships
each, using identical sets o f drawings. Octave band
sound pressure levels m easured in two cabins and in
the hospital are presented to give an idea ab o u t the
spread in sound transmission properties for such com ­
plex systems including th at o f the complex structureborne sound sources. In all three spaces the rigidly
m ounted main engines are expected to be the do m in a ­
ting sound sources. The exhaust pipes and the auxiliaries
have been resiliently m ounted a n d airborne sound
transm ission from the engine ro o m could not have
generated the levels m easured actually. In each space
the sound pressure has been m easured at one micro­
phone position in the centre. The results are presented
in table 2.
Although the n um ber of results is too small to draw
statistically justified conclusions, a typical uncertainty
of a b o u t 4 dB for octave band pressure level predic­
tions should be expected to be unavoidable due to the
statistical variations o f nom inal identical sources and
transmission properties.
From chapter 3 it is seen that the transmission p ro p ­
erties o f nom inally identical model structures give
som ew hat greater differences than the a b o a rd m easure­
ments. This is rather disappointing because the model
structures are so much simpler to build a n d experi­
mental conditions in model work are better controlled.
However in the light o f the above results it does not
seem to be necessary to d e m and much greater similarity
in their construction.
APPEN DIX C
The experiment with resilient mountings.
1
Reciprocity method
For the measurem ents o f the sound transmission via
the rubber m ountings A and B to a position on the
“ excitation b eam ” and one in the reverberation ro o m
respectively, a reciprocity m ethod o f m easurem ent has
been used. Instead o f excitation on top of the two
mountings with a know n velocity v0, the beam was
firstly excited with a know n force a n d the blocked
forces on to p o f the two m ountings were measured.
F rom the theory o f reciprocity m easurem ents [12],
it is know n that the ratio of the blocked forces in the
vertical direction on to p of the m ountings A an d B
for constant held excitation at the beam position is
equal to the ratio o f the velocity responses at the beam
position for constant held velocity excitation in vertical
direction on to p o f the two m ountings. The direction
of the point force excitation on the beam in the reci­
procity m easurem ent is the same as th at o f the velocity
response o f the beam in the “ direct” experiment.
Secondly the reverberation ro o m was excited by a
small loudspeaker and again the blocked forces on top
o f the two m ountings were measured.
F ro m the theory o f reciprocity m easurem ents (see
ref. [6] and [12]) it is known th a t the ratio o f the
blocked forces in the vertical direction on top of the
m ountings A and B is equal to the ratio o f the sound
pressures at the loudspeaker position, provided the
volume velocity of the loudspeaker (“ reciprocity”
experiment), and the vertical velocity on top o f the
m ounting (“ direct” experiment) respectively are kept
the same for experiments A and B. The loudspeaker
in the reciprocity experiment should be small in com ­
parison with the wavelength o f sound in air and be
built in, in a small box (m onopole source).
The m easurem ents o f the blocked forces were per­
form ed with the m ethod described in ref. [13]. On the
to p o f the m ounting a rigid block was fitted, which is
excited by the m ounting. T he vertical acceleration o f
the centre o f mass was m easured and from N e w to n ’s
law (F z = M a z), the force excerted on the block is
calculated.
W hen the impedance o f the mass |Z | = \jcoM\ is
much greater than the driving point impedance for the
vertical direction on the top o f the m ounting, the
calculated force F z is equal to the blocked force. For
the m easurem ents on the m ountings A and B the same
m ass has been used. Thus the ratio o f blocked forces
is equal to the ratio o f acceleration responses o f the
mass.
The reciprocity m ethod has in this case the a d v a n ­
tage o f simpler excitation o f the system and the m ea­
surem ent may be extended easily for o ther translational
or rotational com ponents on the top o f the m ounting
(see ref. [13]).
F urther it is rather easy to apply the correct static
load both on full scale an d model scale.
T able 2. M axim u m difference for L v m easured aboard fou r sister ships
p osition
hospital
cabin 38*
cabin 73
deck
boat-deck
b oat-deck
m ain-deck
fram e nr.
5 5 -6 0
7 0 -7 5
6 5 -6 8
A L v d B (A )
A L j, (o ct) dB
31.5
63
125
250
500
lk
2k
7
3
5
4
5
2
1
3
3
4
5
2
4
3
4*
5
4
5*
5
5
4
Hz
1
0
2
m ain engines on tank to p , fram e 3 9 -4 7
* for three ships only
S. en W. - 43e jaargang no. 16 - 1976
497
static
preload
Fig. C l.
Sketch o f m od el scale arrangem ent for the m easure­
m ent o f sou n d transm ission via resilient m ounting.
F ig. C 2.
E xperim ental arrangem ent. T he m od el is excited by a
sm all electrodyn am ical exciter.
2
Correct static preload on model mountings
F or the transmission m easurem ents on full scale a
blocking mass o f a b o u t 170 kg has been used on top
o f the mountings. T o get a scale model (scale 1:10),
which is dynamically correct following the rules of
chapter 2, a model mass o f 1 7 0 -10-3 kg has to be used
on top o f the m odel mountings. Due to the invariance
o f the gravitiational acceleration the static load o f this
model block causes static stresses an d strains in the
model m ountings, which are ten times smaller than
those in the full scale mountings. This may cause
deviations from the geometrical similarity for model
m ountings a n d thus incorrect scaled sound trans­
mission properties. To get correct static preload, on
top o f the model mass an additional mass has been
m ounted. This additional mass has been decoupled
dynamically from the “ blocking m ass” with the aid
o f very soft m ountings (see fig. C l and C2). The total
mass o f the two blocks was a b o u t 1.7 kg, thus hundred
times smaller than the full scale mass. Because the cross
section a rea o f the model m ountings is hu n d red times
smaller than those of the full scale m ountings the
relative deform ation o f the full scale and model m o u n ­
tings will be equal.
Bovenstaande publikatie is een stuk speurwerk in opdracht
van hetvoormalig NederlandsScheepsstudiecentrumTNO
en met toestemming van TNO verricht.
REDACTIE
498
Prediction of sound levels
in ships *
to lectM years a number of e a u a M « Inetedimg; Sweden.
Norway and Denmark have p tM s iw f or announead reeansm em btioiB or n g i i M o i s c o n o m m s maximum p e m issible s w d tw e te in different spaces on board ships.
Sound m easurem ents performed a n a large n e d x f of
ships sftoer that remedial m easures may be necessary n
ail types of spaces, meted teg aecom modat *on, to fulfill
toe regulations For this reason extensive work is in pro­
gress at SSF oo ship noise research. An important part of
this werfc consists of the development of efficient pre­
diction m ethods for the expected sound levels indifferent
spaces a s such predictions m ust serve as the necessary
basis for judgem ents of sound control m easures a t the
design stags of toe ship. The prediction of sound levels
in toe engine room Is relatively uncomplicated compared
to toe prediction of sound levels in spaces situated far
front the sound sources. Consequently m ost of the re­
search efforts have beers directed towards the under­
standing and prediction of sound transm ission to spaces
separate from the engine room e g control rooms, workshops, galleys and recreation and accommodation spaces.
S o u n d tra n sm issio n in sh ip s
Sound in ships is mainly generated by three principal
sources, the p ro pe lle r, the m ain p ro pu lsio n m achinery
and the a u x ilia ry diesel generators. In some ships also
other sources o f sound such as cargo pum ps may be
troublesom e. A ll these sources except the p ro p e lle r gener­
ate airbo rne sound as w ell as structureborne sound and
g en erally both o f these have to be considered. It has
been show n in several m easurem ents th a t the tra n s m is ­
sion o f structureb orn e sound from p ro p e lle r and m a­
c h in ery is m uch m ore im p o rta n t than the airborne sound
fro m the engine room as fa r as the sound levels in the
a c com m o da tion spaces are concerned. Therefore the
research a c tiv itie s at SSF have been focused at the stu dy
o f structureb orn e sound tran sm issio n.
D etailed v ib ra tio n m easurem ents have revealed th a t not
o nly bending waves but also other wave types play im ­
p ortan t roles in the structureb orn e sound tran sm issio n in
ships. The vib ra tio n energy o f w h a t co uld be ca lle d inplane
waves, e g lo n g itu d in a l and transverse waves, in the hull
skin o f the ships stu die d is m uch higher than expected.
Recent m easurem ents have show n th a t th is large p ro ­
p o rtio n of inplane w ave energy is not fo un d on ships
w here the structureb orn e sound fro m the p ro p e lle r is
d om in a nt. T his supports the theory th a t the inplane
waves are not o nly obtained fro m wave conversion at
d is c o n tin u itie s , but are also generated d ire c tly by the
m ain engine. Therefore the inplane w aves may have im ­
p ortan t consequences fo r sound tran sm issio n in ships
w ith m edium speed diesels, because here the s tru c tu re ­
borne sound fro m the m ain engine is o fte n d om in a nt. For
th is reason the inplane waves have to be in clu d e d in a
p re d ic tio n m ethod o f a general type.
* From annual report 1975
of the Swedish Ship Research Foundation
S. en W. - 43e jaargang no 16 - 1976
P rediction m e th o d s fo r stru c tu re b o rn e so u n d
p ro p ag a tio n in sh ip s
The prediction m ethods for structureborne sound propa
gallon that have been published and are being developed
at present may be divided into two main categories,
namely m ethods based o r a simplified empirical model
and methods based on more detailed theoretical analysts
of the structureborne sound including ail different wave
types. Until now m ost of the published work in this area
has been directed towards the investigation of the possi­
bilities of the empirical methods. Such a prediction
method has been developed at SSF, based on extensive
m easurements mainly of bending waves in a number of
reference ships. A computer program, F0R8ER 1, has
been developed. It enables the use of detailed empirical
data obtained from these reference ships and can be
used for the prediction of expected sound levels in differ­
ent spaces on board ships. Unfortunately the m easure­
ment results from the reference ships have revealed great
difficulties in describing the propagation in the steel
structure by a common model for different ships because
toe investigated ships show pronounced individual differ­
ences from the structureborne sound propagation point
of view. The programme F0RBER 1 has therefore a
Source
Exhoust
pipe
fittin g s
Triaxial
m o tion
S tructural ju n c tio n s , that pa rtly re flect the incide nt
s tru ctu rb o rn e sound energy. A ls o con version ot energy
between d iffe re n t wave types occurs
B ending wave e xcita tio n
v-
Inplane wave e xcita tio n
499
The main structure-borne sound sources in a ship and the
excited wave types.
1 A d d itio n a l p la te o l e .g . ste e l
■ I V is c o e la s tic d a m p in g c o m p o u n d
S teel p la te (e g a h u ll s e c tio n )
Constrained dam ping layer, used to increase the bendingwave energy absorption in the steel or lining structures.
Typical loss factors: 7i »0.001 —0.002 w ith o u t, and ^ « O .l —
0.2 w ith the layer.
W a v e t y p e s in a pla te
A summary of structureborne sound control
measures for ships
Some typical structural ju n ctio n s, and typical bending-wave
alternations.
rather lim ite d accu racy, w h ich lim its its usefulness for
p lanning purposes.
D ue to the problem s in vo lved in the d evelo p m en t of re ­
liab le e m p irica l p re d ictio n m ethods, the research a c tiv ity
in the ship noise area has recen tly been d irected to w ards
the d evelo p m en t of a p re d ic tio n m ethod based on a m ore
d e ta ile d and firm physical m o d e l, but still of a fo rm
w h ich can be used in the early planning and design w o rk.
C onsidering th at ship's structure is e x tre m e ly co m p lex
fro m the acoustical point of view , w ith a set of d iffe re n t
structureborne sound w ave types taking part in the trans­
m ission and in teractin g at all d is c o n tin u itie s and corners
of the structure, an exact co m p utatio n of structureborne
sound transm issio n is m ore or less im possible. T h e use
of n u m erical m ethods such as the F in ite E lem ent M eth o d
is in p ractice lim ite d to very low freq u en cies and re ­
quires data about the structure th at is o ften unknow n at
the early design stage.
A very prom ising procedure w h ich could be used in a
superior p red ictio n m ethod is c alled S ta tis tic a l Energy
A nalysis (S E A ), d evelo p ed during the past tw o d ecades.
In SEA d iffe re n t parts of a structure are co nsidered as
substructures, each one consisting of groups of resonant
o s cilla to rs (one group fo r each w a v e ty p e ). The vib ratio n
energies o f these groups of o scillato rs (subsystem s) and
the energies flo w in g b etw een them due to coupling are
s tu d ied , assum ing energy balance. S ince each substruc­
tu re is assum ed to be a ran d o m ly chosen m em ber from
an en sem b le of structures w ith s im ila r gross p roperties,
only lim ite d in fo rm atio n about the d iffe re n t parts of the
ship's structure is needed fo r the c alcu latio n s, and these
data are a v a ila b le or could be es tim a te d at th e design
stage.
U n til now S E A -m eth od s have been ap p lied w ith great
success fo r the p red ic tio n of transm issio n at short
d istances and w ith sim ple ju n ction s betw een th e s tru c tu r­
al elem ents. W h en ap p lie d to ships the transm issio n m ust
be stu d ied over a large num ber o f ju n ction s and w ith a
num ber of p a ra lle lI transm ission paths in vo lved as it is
the long d istan ce propagation th a t is of in terest. T he ex­
tension o f the ap p lic atio n o f S E A -m eth od s is now being
w o rke d on at SSF.
500
One o f the m ost e ffe c tiv e w ays o f c o n tro llin g sound is to
reduce the sound generated a t the sources. The possible
m easures th a t can be taken by s h ip ya rd s and s h ip ow n ers
are rath er lim ite d , and m o st o f the w o rk m u st be done
by the m a n u fa c tu re rs o f the noisy e qu ip m e n t. E ffo rts
sh o u ld be m ade to reduce d y n a m ic fo rc e s , and the
tra n s m is s io n o f v ib ra tio n s in the engine s tru ctu re s. The
p o s s ib ilitie s o f m is m a tc h in g the engine fo o tin g s and th e
fo u n d a tio n have n ot been e xam ined c lo s e ly . There are
also large p ro b le m s u nsolved c o n c e rn in g app ro priate
te s tin g and p re sen ta tion o f s tru c tu re b o rn e sound data fo r
engines. The e x c ita tio n o f s tru c tu re b o rn e sound by the
p ro p e lle r presents sp ecial p ro ble m s. H y d ro d y n a m ic a l
m easures m ay be e ffe c tiv e in order to reduce the pressure
p u ls a tio n s a c tin g on the h u ll. M ore k n o w le d g e a bo ut the
area o f e x c ita tio n and the im pedance re la tio n s fo r the
pressure fie ld in the w ater and the h u ll is needed fo r the
ju d g e m e n t of a p p ro priate m o d ific a tio n s o f the h u ll and
fo r m ore re lia b le c a lc u la tio n s o f the sound tra n sm issio n
fro m the p ro p e lle r.
The o b vio u s fir s t step in order to reduce the problem s
th a t w ill re s u lt fro m s tru c tu re b o rn e sound tra n s m is s io n
in the ship is an a pp ro p ria te lay-ou t o f the lo c a tio n s fo r
d iffe re n t purposes on board. R eliable c a lc u la tio n s o f e s ti:
m ated sound levels in d iffe re n t spaces in an im p o rta n t
to ol in th is w ork.
The tra n s m is s io n o f s tru c tu re b o rn e sound m ay be re­
duced by tw o m ain p rin c ip le s . E ither it is possible to
co n v e rt the resonant s tru c tu re b o rn e sound energy into
heat w ith the a id o f d a m pin g trea tm en t, or it is p ossible
to re fle c t the energy back to the source by w e ll designed
s tru c tu ra l ju n c tio n s . The p o s s ib ilitie s o f re d e sig n in g the
s tru c tu ra l jo in ts to the e xte n t necessary fo r a su bsta ntia l
increase in the s tru c tu re b o rn e sound a tte n u a tio n m u s t be
c o nside red as rather lim ite d . On the o the r hand, in ­
creasing the s tru c tu re b o rn e sound a tte n u a tio n w ith the
a id of dam ping trea tm en ts m u st be c o nside red as p ro ­
m is in g , p re sum ing co n s tra in e d layers are used, and the
surfaces to be trea te d c a re fu lly chosen. T h is d esign as
w e ll as the p re d ic tio n o f th e a d d itio n a l a tte n u a tio n ob­
ta ine d due to increased d am pin g are w e ll su ited fo r a
SEA c a lc u la tio n , a lso w hen other w ave types than
b en ding w aves are in c lu d e d in the tra n s m is s io n m odel.
There is s till m uch w o rk to be done, in o rd e r to reduce
the tra n s m is s io n o f stru c tu re b o rn e sound in the steel
s tru c tu re to the lin in g o f a c c o m m o d a tio n spaces. A l­
though the basic p rin c ip le s o f v ib ra tio n iso la te d bulkhead
lin in g s and flo a tin g flo o rs are w e ll know n to the s h ip ­
b u ild in g in d u s try , m any d e ta ils m ay s till be im p rove d.
The p o s s ib ilitie s o f a d d itio n a l d am pin g o f lin in g panels
have not been c lo s e ly exam ined in co n n e c tio n w ith
p ra c tic a l lin in g system s.
P rin cip a l b lo c k
diagram f o r th e n o is e
p r e d ic tio n p r o g ra m
M easu red or
e s tim a te d vibration
levels of sources
M easu red or e s ti­
m ated a tte n u a tio n s
for ju n c tio n s
M easu red or
e s tim a te d a tte n ­
uatio n s for
lin in g a tta c h m e n ts
M easu red or e s ti­
m ated rad iatio n
e ffic ie n c ie s
in p u t
FORBER 1.
Gontainer-mammoets komen voorlopig niet
Geen terminal kan ze behandelen
Moeten de grote havens in de
wereld zich instellen op de komst
van nog grotere containerschepen,
ook wel aangeduid met de term:
containervaartuigen van de vierde
generatie?
'N e e / zegt in een rapport aan h et Sister
Ports Sem inar d e R otterdam se containerdeskundige F . Sw arttouw . ’Ik adviseer
onze collega’s van K ob e en Seattle er van
uit te gaan dat de schepen van de derde
generatie voorlop ig de grootste zijn die
w e te behandelen krijgen.’
D e heer Sw arttouw g elooft niet dat de
bouw van n og grotere sch ep en op dit
m om ent ergens een rechtvaardiging zou
kunnen v i n d t - H i j m eent dat zulke g e­
w eldenaars mei iendabel ku n n en zijn.
Schepen van de eerste generatie — nog
niet zo ou d — zijn in h et algem een 180
tot 2 0 0 m eter lang, 27 m eter breed en
kunnen m axim aal 1100 laadkisten van
2 0 v o et vervoeren. M et hun 1 5 .0 0 0 pk
bereiken ze snelheden van 2 0 tot 2 2
knopen.
D e sch epen van de tw eed e generatie
nem en som s w el 1800 containers op, zijn
m axim aal 2 4 0 m eter lang en 3 0 m eter
breed. M et een verm ogen van gem iddeld
3 0 .0 0 0 pk lopen ze m axim aal 2 4 knopen.
D e schepen van de derde generatie zijn al
3 0 0 m eter lan g en 32 m eter breed. Z e
vervoeren containers in aantallen tussen
1800 en 3000 stuks en bereiken m et een
verm ogen van liefst 8 0 .0 0 0 pk een sn el­
heid van som s 27 knopen.
Kernenergie
D ie lijn doortrekkend: hoe zo u een schip
van de vierde generatie er uit kunnen
zien?
H et zou beduidend langer zijn dan 3 0 0
m eter, m eer dan 4 0 m eter breed, en h et
zou ruim 3 0 0 0 , m ogelijk ruim 4 0 0 0 con ­
* Uit Rotterdam Europoort Deita 76/2
tainers kunnen op n em en . A ls het een
snelheid van m eer dan 3 0 kn op en zou
m oeten varen, dient een verm ogen van
m eer dan 2 0 0 .0 0 0 pk geïnstalleerd te
w orden.
M en zou , om die enorm e waarde te b e­
reiken, kunnen denken aan kernenergie,
en in feite zijn op dit punt ook al allerlei
studies verricht. D e heer Swarttouw
m eent echter dat de algem en e w eerstand
tegen het behandelen van schepen die
door atoom energie w ord en voortgestuw d,
het onw aarschijnlijk m aakt dat zulke
vaartuigen w orden ingevoerd.
Argumenten
D e rapporteur onderbouw t zijn verw ach­
ting intussen n o g m et een groot aantal
andere argum enten ook:
• D e tech n isch e problem en, verbonden
aan de bouw van grote containerschepen,
zijn enorm . Z e w aren dat al bij de vaar­
tuigen van de derde generatie. E en c o n ­
tainerschip is in beginsel een open ’U ’.
In d e holte kunnen geen versterkingen
w orden gem aakt zoals dat bij olietankers
w el m ogelijk is.
O m te grote spanningen in de constructie
te verm ijden m oeten de schepen zorg­
vuldig geladen w orden. In m eerdere ge­
vallen hebben die spanningen tot ernstige
schade geleid aan schepen, die m et gr<fte
snelheid op ruwe zeeën voeren.
• D e diepgang van een sch ip van de
vierde generatie zou ongeveer 16,5 m eter
zijn. D it zou vrijwel alle bestaande container-term inals
op
slag
verouderd
m aken, om dat de m eeste gesch ik t zijn
voor h et ontvangen van sch ep en m et een
diepgang van 13,6 meter.
• H et schip zou bovendien zo v eel breder
zijn dan een vaartuig van d e huidige
derde generatie dat alle 5 0 0 container­
kranen, verspreid over de w ereld, on­
ontoereikend zouden zijn.
D e vraag is h oeveel havens aan de vierdegeneratie-schepen aangepast kunnen w or­
den — en tegen w elk e kosten.
Zou m en gedw ongen zijn d it alles toch te
d oen, dan zouden de verbouw ingen ge­
ruim e tijd duren, de tarieven voor het
b ehandelen van containers — de inflatie
in aanm erking gen om en — waarschijnlijk
m et 3 0 0 procent m o eten stijgen.
Overcapaciteit
• H et is nodig w ekelijkse afvaarten te
bieden om de handelsroutes behoorlijk te
bedienen. Maar: w elk e routes zijn in
staat containerschepen van de vierde
generatie, laadverm ogen 4 0 0 0 è. 5 0 0 0
eenheden per w eek , op te nem en en de
reders dan o o k n o g een zeker rendem ent
te bezorgen? Op dit m om ent is er op de
m eeste routes al scheepsruim te te veel.
D e toen em en d e to n cu rren tie van de
landbruggen en de plannen van de R us­
sisch e spoorw egen om de capaciteit op de
Siberië-route uit te breiden, zu llen de
overcap aciteit n og groter m aken.
• D e veranderingen in d e en ergie­
prijzen hebben de eco n o m isch e voordelen
van de zeer grote snelheden gefrustreerd.
• E en containerschip van de vierde
generatie kan niet door h et Panam akanaal, w at een zekere beperking van
zijn bruikbaarheid inhoudt.
M ittelsch n ellau fen d e 4 -T a kt-D ie se lm o to re n
H .-R . L e m b c k e
(MaK Maschinenbau GmbH, Kiel)
V on den verschiedenen Dieselm otorentypen, w ie Tauchkolbenm otoren, K reuzkopfm otoren, 4-Takter, 2-Takter, Langsam-,
Mittelschnell- und Schnelläufer, haben sich im letzten Jahrzehnt 2 Gattungen herauskristallisiert, die im Schifism otoren­
bereich überwiegend eingesetzt werden:
die langsamlaufenden 2 -Takter in K reu zkop fb au art m it Drehzahlen von 90— 150 U/min und
die mittelschnellaufenden 4-Takter in Tauchkolbenbauart m it Drehzahlen von 375—-1000 U/miu
D ie schnellaufenden 4-Takt-TauchkoIbenm otoren m it Drehzahlen über 1000 U/min werden nur in Sonderfällen eingesetzt,
wie b ei der Bundesmarine, P o lize i und bei kleineren Fahrgastschiffen.
D ie 2-T ak ter in Tauchkolbenbauart im m ittel­
schnellen Bereich, sind durch die 4 -Takter überholt w orden und praktisch vo m M arkt verschwunden.
Die MaK in Kiel beschäftigt sich seit ihrer Gründung
aus den Beständen der ehemaligen Deutschen Werke
mit dem Bau von Schiffsdieselmotoren. In den letzten
20 Jahren der Dieselmotorenentwicklung waren die
Bemühungen ständig dahin ausgerichtet, die Lei­
stungsfähigkeit dieser Dieselmotoren zu vergrößern.
Viele bewährte alte Motorentypen sind während dieser
Zeit auf der Strecke geblieben, obwohl sie für die je­
weilige Zeit ein Höchstmaß technischer Reife auf­
wiesen; aber sie ließen in ihrer bestehenden Form eine
Steigerung der Leistungsfähigkeit ohne tiefgreifende
Umkonstruktionen nicht mehr zu und wurden im
weiteren Zeitgeschehen zu teuer. Ihre fast legendäre
Zuverlässigkeit und Robustheit klingt aber noch heute
in vielen Gesprächen an.
Was war eigentlich die treibende Kraft dieser Be­
mühungen, die Leistung der Dieselmotoren ständig zu
steigern und aus dem bestehenden Materialaufwand
immer mehr Leistung herauszuholen ?
Ein Grund dafür war die ständig wachsende Größe
der Schiffseinheiten und der andere, die steigenden
Forderungen nach höheren Geschwindigkeiten. Hier
war ein Nachholbedarf zu bewältigen, der der Motoren­
entwicklung einen starken Impuls versetzte.
Obwohl die Brennstoffkosten mit der dritten Potenz
der Schiffsgeschwindigkeit ansteigen, wurde, wegen
der niedrigen Ölpreise, die wirtschaftliche Grenze der
Schiffsgeschwindigkeit sehr weit nach oben geschoben.
Durch den Schock der Energiekrise und die Verdrei­
fachung der Ölpreise ist fast über Nacht eine völlig
veränderte Situation entstanden, weil ein großer Teil
der Schiffe bereits die wirtschaftliche Grenze der Ge­
schwindigkeit erreicht hatte und ein anderer Teil so­
gar schon darüber lag und mit „Spargeschwindigkeit“
gefahren wurde. Wenn, wie es wiederholt angeklungen
ist, die Erdölpreise zukünftig an die Steigerungen der
europäischen Industriegüterpreise angepaßt werden,
ist der Nachholbedarf nach Schiffsgeschwindigkeit
aufgeholt und es werden neue Prioritäten für die Ent­
wicklung der Antriebsmaschine gesetzt: Sparsamkeit
und Verbrennung von Rückstandsölen bei gleich­
zeitiger Erhöhung der Betriebssicherheit. Darauf soll
später noch näher eingegangen werden. Vorher soll
berichtet werden, auf welchem Wege es überhaupt
möglich war, die Leistung, in zum Teil bestehenden
Motoren, zu steigern, ohne ihr Hubvolumen bzw. Bau­
volumen und ihr Gewicht zu vergrößern.
D ies w a r d as T h e m a eines V o rtra g s a u f d e r H a u p tv e rs a m m lu n g d e r S ch iffb a u ­
te ch n isch en G esellschaft in H a m b u rg a m 20. 11. 19 75.
502
Zwei Faktoren sind zu nennen: Die Drehzahl der Mo­
toren und die Abgasturboaufladung.
Die Drehzahl und mit ihr die mittlere Kolbengeschwin­
digkeit konnte in den letzten 15 Jahren bei mittel­
schnellen Schiffsmotoren fast verdoppelt werden. Die
mittlere Kolbengeschwindigkeit erreicht heute 9 bis
10 m/s. Da mittelschnellaufende Schiffsmotoren in der
Regel immer auf ein Untersetzungsgetriebe arbeiten,
ist jede Drehzahlsteigerung für die Erhöhung der Lei­
stung voll wirksam und die Anpassung an jeden Pro­
peller möglich. Obwohl die Drehzahlerhöhung bisher
noch nicht an eine technische Grenze gestoßen ist,
werden weitere Drehzahlsteigerungen nur . sehr lang­
sam erfolgen, weil sie den Bemühungen nach Ver­
schleißminderung, verbesserter Laufruhe, Verminde­
rung der Schallentwicklung und Vibrationen an Meß­
gebern entgegenwirken.
Die Abgasturboaufladung konnte im gleichen Zeit­
raum fast verdreifacht werden, und zwar von einem
mittleren effektiven Druck von 6 kp/cm2 einer unaufgeladenen Maschine auf 18 kp/cm2 eines heute mo­
dernen, hochaufgeladenen Mittelschnelläufers. Obwohl
rein theoretisch bei diesem ßfachen Aufladeverhältnis
keineswegs eine Grenze liegt, zumal mit der doppel­
stufigen Aufladung schon Mitteldrücke über 26 kp/cm2
gefahren worden sind, ist es in Verbindung mit dem
Schwerölbetrieb in der Praxis seit Jahren zu einer Ver­
schnaufpause bei 18 kp/cm2 gekommen. Der Grund
dafür liegt in der Aggressivität der Abgase von Schwer­
ölmotoren, deren Temperaturen im Zuge höherer Auf­
ladegrade so stark angestiegen sind, daß ungekühlte
Bauteile, die mit diesem Abgasstrom in Berührung
kommen, stark erwärmt werden und dadurch eine
Hochtemperaturkorrosion eintritt. Besonders davon
betroffen sind die Zylinderdeckel, die Auslaßventile
und die Abgasverrohrung. Unmittelbar bedroht ist die
Abgasturbine des Aufladegebläses. Erst wenn es ge­
lingt, diese Bauteile wirksamer zu kühlen und zu ent­
lasten, läßt der praktische Schwerölbetrieb eine weitere
Steigerung des Mitteldruckes bzw. der Aufladung zu.
Wenn wir hier vorübergehend bei einem Mitteldruck
von 18 kp/cm2 im praktischen Dauerbetrieb eine Be­
grenzung oder eine gewisse „Schallmauer“ sehen, so
bleibt nur das Hubvolumen als Variable für weitere
Leistungssteigerungen.
Das führt zu den mehrzylindrigen Maschinen in VBauart und zu größeren Zylinderabmessungen. Aber
wo liegen hier die Grenzen ?
Wéam ïQéfe IS- «n d
srtwkfctt
» é «ängesefet mmêm i sänd, so liegt doch «fe w ü sd M K B Ä « s i betaieM ifis assgepegelte Grenze ’beim
IS -Z y firito , D as Sdawtesgewidhi, wenn überhaupt VJfetara m„ K egi Jedoch beim IS-EyM sdsr.
Und
feget; die rn% acnen Zvlimlerabmessarigern
besesideas des KofbetidBrdunesseïs ?
m m
H ier kas® man keine zaveriassgr Prognose abgeisea,
scasfein mm jsekjen, d a l ®ffi—1H8 mm K«äbe»darcb-
messer beberrsf:bbar sein w tsrim , werm auch erst nach
längerer BkfaracktaugszÄ . O b aber diese giöSeram
4-Tató-Tauchkolbeinrïï:>torea, die segeuarm te 3. Gene­
ration,
W ettbew erb mil den Laaag^ssaHhafaim, den
-ê m
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5-liaM -feeiä iä E sp E n rta ^ schnei. ssäer la a g sa a be­
stehen werden, S&È d ie M u ß zeigen.
Eigene statistische UnteTSucijnrigeii und viele Ge­
spräche m it W erften und Reedereien lassen foigeaden
Eänsatzberekb.
Tauchkolben- und Rreazkopfmfsmvsm (rfseasen fstslie Tafel 1J,
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E in s a tz von M ittelsch n e lläu fe rn u n d K re u z k o p fm o to re n n ac h „ S h ip s
on O rd er“ .
Aber nicht allein der Leistungssteigerung dienten die
Bemühungen der letzten Jahrzehnte. Bedingt durch
den Mangel an qualifiziertem Bordpersonal und Fach­
leuten mußte der erforderliche Dienstleistungsauf­
wand am Motor selbst vermindert werden. Dies wurde
besonders beachtet durch wartungsfreundliche Ge­
staltung und gute Zugänglichkeit zu den Motoren­
teilen und durch intensive Verbesserung der Ver­
schleißteile in Qualität, Lebensdauer und Standzeit.
Die Wartung ist zum System geworden; sie ist nicht
mehr dem Zufall überlassen oder gar dem Havariefall,
sondern sie wird vorbeugend durchgeführt anhand ei­
nes festen Wartungsplanes und ist auf diese Weise in
ihrem Umfang vorhersehbar und zeitlich einplanbar.
Damit das verminderte Bordpersonal nicht zusätzlich
mit zeitraubendem Wach- und Manöverdienst be-
S. en W - 43e iaaroanq no. 16 - 1976
sd ä frfg t wen!*® maS, sondern sieh gezielt der War­
tung and Instandhaltung der Anlage widmen kann,
werden die Motoren zeitweise wachirei betrieben und
von der Bracke ieragestenert. Hier ist in den letzten
Jahren ein technischer Staad in d er Entwicklung der
automatische« Überwachung und Fernbedienung er­
reicht worden, der in seinem Umtang ausreichend ist,
der aber partiell noch zu höherer technischer Reife
b w . zu g r ä f e c r Robustheit weiterentwkkelt werden
JTiiii.
Dfe sparsamste Antriefesmaschffi« m it einem K raft­
stoffe« rbnvuch unter !:6Ö g PSh ist and Weiht der
Dieselmotor, An Sparsamkeit wird e r von keiner an­
deren Kraftmaschine üöertmffen. Auch seine Schwer(Mcigmmg ist in den letzten Jahren immer besser ge­
worden und kann heute als ausreichend gut bezeichnet
werden. Es sinken die Standzeiten einiger Verschleiß­
teile wie eh und je m it der Qualität des Kraftstoffes.
Auch der Wartungsaufwand an Motor, Abgasturhine
u r i Hilfseinrichtungen für Öl- und Kraftstodpflege
wird höher, je schlechter die Kraftstoffe sind, aber ge­
messen an der Kostenersparnis, die die Verbrennung
schwerer Heizöle einbringt, wird dieser erhöhte Wartuagsaafwand und werden erhöht« Ersatzteilkosten
mehr als aufgewogen. Eine 10 000-PS-An lage, die jährlich OCiÖO Betriebsstunden erreicht, benötigt hei einem
spezifischen Kraftstoffverbrauch von 16É g/PSh im
J a h r etwa lä IM® Tonnen Kraftstoff. Im Mai 1075 lag
die Preisdifferenz zwischen Marine Diesel m it 110 $
und Marine F a d m it 85 $ bei 25 $ je Tonne. Die jähr­
liche Ersparnis an Kraftstoff für diese Anlage beträgt
somit 300 000f , dafür läßt sich ein erhöhter W artungs­
und VerschleiÖaufwand in Kauf nehmen.
Weltweit wird in Schiffen über 2000 tdw trotz heftiger
Aufwärtsentwicklung der Mittelschnelläufer dreimal
soviel Leistung mit Kreuzkopfmotoren installiert,
obwohl diese Mittelschnelläufer, von den genannten
Nachteilen im Schwerölbetrieb abgesehen, eigentlich
viele Vorteile aufweisen, z. B. in bezug auf die An­
schaffungskosten, die einschließlich Untersetzungs­
getriebe zwischen 20% und 30% geringer sind.
Über die richtige Auslegung des Untersetzungs­
getriebes gelingt es bei Anlagen mit Mittelschnelläufern
immer, die optimale Motordrehzahl mit der optimalen
Propellerdrehzahl zu koordinieren, während beim
Direktantrieb ohne Getriebe fast immer Kompromisse
gefunden werden müssen.
Die Kompaktheit der Mittelschnelläufer kommt aber
nicht nur dem Transport und Einbau zugute, sondern
auch dem Nutzraum bzw. Laderaum der Schiffe.
Jeder Meter Motorlänge kann einen Meter Laderäumlänge bringen, und die geringe Breite bzw. Höhe der
Motoren bringt um den Maschinenraum herum einen
erheblichen Gewinn an Nutz- und Arbeitsraum. Bei
Schiffen für leichte aber raumbeanspruchende Güter,
wie Frucht- oder Autotransporter, aber auch bei
Passagier- und Containerschiffen, kann dieser Raum­
gewinn für die Wirtschaftlichkeit des Schiffes von
entscheidender Bedeutung sein.
Ein ähnlich wichtiger Faktor ist das Motorengewicht.
Bei Massengutfrachtern, die schwere Güter transpor­
tieren, kann es für die Wirtschaftlichkeit von zu­
nehmender Bedeutung sein, ob die Ladekapazität
1000 Tonnen größer ist oder ob der Motor diesen Anteil
an der Tragfähigkeit für sich beansprucht.
503
Auf vielen Gebieten der Spezialschiffahrt hat sich der
Mittelschnelläufer vollständig durchgesetzt, haupt­
sächlich dort, wo der verfügbare Maschinenraum be­
sonders eng war, oder wo das Fahrgebiet des Schiffes
nur geringe Propellerdurchmesser zuließ. Hier ver­
zeichnen wir auch die meisten Doppelmotorenanlagen,
wie die Tabelle 1 zeigt. Bei diesen engen Verhältnissen
hat der Kreuzkopfmotor gar nicht erst zur Diskussion
gestanden und es ist wahrscheinlich, daß ein größerer
Mittelschnelläufer der dritten Generation, der diese
Leistung in einer einzigen Einheit aufgebracht hättej
ebenfalls nicht als Alternative in Frage gekommen
wäre. Dieser Marktsektor ist den herkömmlichen
Mittelschnelläufern der sogenannten 2. Generation
Vorbehalten, und zwar in der Regel als Mehrmotoren­
anlage.
Schiff eine Leistungsreserve vorhanden, so daß die
Anlage nur selten in den gedrückten Drehzahlbereich
unter 95% der Nenndrehzahl kommt. Es ist natürlich
nicht auszuschließen, daß beim Manöverieren, beim
Stoppen und Beschleunigen des Schiffes, der Motor
stärker gedrückt wird als um diese 5%, aber das ist
nur eine kurzfristige Überlastung, die die Manöverierfähigkeit des Schiffes unterstützt. Auch bei harter
Ruderlage sinkt die Motordrehzahl stärker, aber
ebenfalls nur kurzfristig. Unter solchen Bedingungen
ist gegen eine 10%ige Drehzahlemiedrigung nichts
einzuwenden.
Es darf nicht bestritten werden, daß die Wartungs­
kosten der Mittelschnelläufer noch zu hoch sind.
Dies wird zu Recht von den Reedereien beklagt,
weil diese Wartungskosten einen Teil der Gewinne
durch Raum- und Gewichtsersparnis gegenüber Kreuz­
kopfmotoren wieder aufzehren.
Nach diesen allgemein gehaltenen Betrachtungen über
die Schiffsmotoren, besonders der Mittelschnelläufer zu
den Langsamläufem, sollen anschließend die speziellen
Probleme der Mittelschnelläufer näher untersucht
werden.
Als erstes Problem ergibt sich die richtige Auslegung
des Propellers in bezug auf die maximale Dauer­
leistung des Motors.
Aus den Zeiten niedriger Aufladegrade stammt die
Gepflogenheit, die Schiffspropeller und die Antriebs­
leistung so auszuwählen, daß bei Werftabnahmefahrten
der Motor seine volle Leistung abgeben mußte. Diese
Anlagen wurden nach einigen Jahren, wie auch sehr
interessante Veröffentlichungen des Germanischen
Lloyd zeigen, durch Widerstandserhöhungen der
Schiffsaußenhaut ständig in einen Betriebszustand
hineingezwängt, wo zwar das Drehmoment gleich
bleibt, die Drehzahl aber absinkt. Das führte zwar zu
Geschwindigkeitsverlusten des Schiffes, hauptsächlich
bei Gegenwind und Seegang, aber es trat keine Be­
nachteiligung des Motors ein und kein Motoren­
hersteller hat deshalb Bedenken erhoben. Im Zuge
der Leistungssteigerung der Dieselmotoren gewinnen
moderne hochaufgeladene Dieselmotoren über 60%
ihrer Leistung durch die Abgasturboaufladung. Man
muß daher verstärkt dazu übergehen, auch die Be­
lange von Abgasturbine und Verdichter zu sehen,
d. h. darauf achten, daß bei Vollastbetrieb immer aus­
reichende Energie der Abgasturbine zugeführt wird,
damit sie in der Lage ist, die Verbrennungsluft ent­
sprechend hoch zu verdichten. Bei gedrückter Motor­
drehzahl fällt aber das Abgasenergieangebot, und die
MaK hat sich gemeinsam mit anderen Motorenherstellem bzw. dem Germanischen Lloyd im Arbeits­
ausschuß Maschinenbau dahingehend verständigt,
daß eine definierte Propellerauslegung für Mittel­
schnelläufer, in Verbindung mit Festpropeller, empfoh­
len wird. Diese empfohlene Propellerauslegung will im
Kern sicherstellen, daß die aufgenommene Leistung
eines neuwertigen Schiffes etwa 10—15% unter der
maximalen Dauerleistung des Motors liegt (Bild 1).
Dann ist bei erhöhten Widerstandsbedingungen am
504
Bild 1
Propellerauslegung
Noch eine Anmerkung zum Manöverieren selbst.
Es wird erwartet, daß ein Dieselmotor von einer
Minute zur anderen den Propeller, den er eben noch
mit Vollast vorangetrieben hat, abbremst und in Gegen­
drehrichtung wieder in Bewegung setzt. Während das
Abbremsen des Propellers technisch noch möglich ist —
wir haben hierfür sehr starke Schwungradbremsen, ja
sogar Scheibenbremsen entwickelt —, ist das Wieder­
anfahren in Gegendrehrichtung durch nachfolgend ge­
schilderte Einflüsse sehr stark behindert. Das Schiff
fährt nämlich trotz stehendem Propeller unbeirrt
weiter, weil es eine sehr große Masse besitzt. Der Fahr­
strom versucht deshalb, den Propeller mit sehr
großem Drehmoment in Vorwärtsrichtung weiterzu­
drehen. Gegen dieses Drehmoment muß der Motor
anlaufen und die Zünddrehzahl erreichen. Auch hoch-
salgefaäieKe Msäehski Ibmk-rs a s l , «fern S tart mm als
s a a 3ä!%til®faie ÄBtorBS 333, vrasst «ite.A alla# cgraf|» erst
■spater m Aäctäraa. tritt,. Ä s b a lh 'I s a i * s bei 'SEteirilsai
S Ä a «alt M ta® SvMtppmm®eal durch den Jätet-strmr; passferaa, «4aS der 5fatar cs c m isch rakM schafft,
gegen Aas 9 R p f t i B « i ia f t m Clasg wm. hammmm. H ier
la lft dann s® warte®, Ms rife A fs tÄ i^ e s d O T isi^ c e it
asm .fto p e le r sc- w eit aJhgelals& ist,, daß das Itepeifcr*
mmmsmA anster das wmfyß&ic ägM bammmsä. des.
Meters ali-gefeitem ssJt. figes*; ttetarssetossgEfa haben
sgefees, risJB dieses IM bkem dtarrfh bagssines «ad
gteitcTides Arifcffeisssn des Propellers verbessert werden
kann Der Propeller riefet den Motcer dann zw ar noch
eine ganze W eile gegen die Ssdswsagradissanse dnrefe,
ü bt aber an m stiantesden Xmstasd eme größere
Brexnswy-kaag a a l das SefeiS aas, als wenn er fest geMemst wird and stilste lrt, Außerdem ist dann skfeergestelh , daß feer Stillstand der Anlage isst eia so
geringes PiapeBerm om ent w rb errsch t, ds£ der Motor
triefet dagegen axisprmsgeß kann. Die Schwungradbre-ms» dient also gleicteeitjg als DrehmomeateniüM et
fm? tsxt optim ales Bremsraomcnt des noch m üh a le s t e i Ptoprffeis.
D er S achtes! d es geringen Ä nlaferts»® gfifcs f a s s Lei
ä*s»di3M%el3d*aea Steteren dadamefe vermiede» wer­
den, daß StikäMksp§teBgea zwisefem Motor mad
Getriebe vorgesehen weiden. Der Motor dreht nach
der Umsteaerang beim WiederetesebsiteF. der Kupp­
lung bereits mit abgehobener Drehzahl und die
Sefewarjgroassc vsm Motm
Schwungrad &ann
ilaam d m Broteiler in Gegemdrefericfetaag hochreiSen.
Dieser sangt dabei meistens -xasltelfcfe Luft a s und
kann auf Rückwärts sehr viel leichter hochlaufen.
Am besten ist die Manöverierfähigkeit des Schiffes
jedoch mit Verstellpropellern, auf deren Steigungs­
änderungen der Motor sich sehr gut einstellen kann.
Auch der Wechsel der Steigung von voraus auf zurück
dauert in der Regel mindestens 15 s; innerhalb dieser
Zeit können Regler und Aufladegruppe sehr gut den
Laständerungen folgen.
Ein weiteres Problem, das in bezug zur Umwelt den
Mittelschnelläufer mehr angeht als den Langsamläufer,
ist die Schallabstrahlung.
Hierfür ist in erster Linie die Abgasturboladergruppe
verantwortlich. Seit langen Jahren arbeitet MaK in
Verbindung mit BBC an einer Verminderung der
Schallerzeugung. An den Ursache; äßt sich nicht all­
zuviel ändern, sie sind physikalis h bedingt, nur die
Ausbreitung können wir beeinflussen. Am wirksamsten
ist hier die Einkapselung des Gebläses mit Blechmäntel.
Das ist aber von der Motorenseite aus praktisch die
einzigste Maßnahme, die- wirtschaftlich vertretbar ist.
Weitere entscheidende Verbesserungen am Motor
sind nur möglich durch eine völlige Einkapselung
oder eine doppelwandige Bauweise. Beide Maßnahmen
sind konstruktiv schwierig zu lösen und werfen
andere Fragen auf, wie z. B. die Wärmeabfuhr oder
die Zugänglichkeit zu den Motorenteilen.
Die bisher getroffenen Maßnahmen sind sicherlich
richtig, gut isolierte Maschinenleitstände und Kontrollräume, Fernbedienung und Fernkontrollen der Motoren
sowie Gehörschutz, wenn die Maschinenräume betreten
werden müssen.
S. en W. - 4 3 e jaargang no. 16 - 1976
Bei flta konstruktives Einzelheiten d-s heutigen
a s Ä w m , graftere® Mlttelscknclläufers Süllen nur dsefeujgen Teste angeführt werden, dfe die Belastungsgreiice der Mötorea Msriuwuen sind denen unsere
volle Aufmerksamkeit gewidmet sein rauft, wenn die
speriftadbm Leistungen und Betrieèssirtteïheites der
Motoren noch erneu Schritt wostergebravht werden
sö tten .
Dazu gebart der ZylindrrdeckeL der den Brewnimtm
mach oben afascMieÖt, .Dieses Bauteil ist in seinem
feonstruktivon Aufbau eines der kompliziertesten Teile
des, Motors, Das gilt foesondtes beim 4-Takter, weil er
hier die Ventile als Steueninpofgase des Gaswechsefe
und die Elemente der K rafïsto S etm p rïasai atilisdauea muö. Kostenmäßig vertretbar, läßt er sieb
zur Zeit nur als gegossenes Stück herstellen. Während
der Konstrukteur früher froh war, die optimale Gestalt
dann gefunden zu Laben, wenn n Verbindung m it
soliden Wandstärken eben alles zusammenpaßte,
muß e r heute für die höheren Belastungen mehr
Wissen investieren und andere Prioritäten setzen.
Dm Belastung ist eine Kombination von mechanischer
und thermischer Beanspruchung, die jeweils für sieh zw
gageuslizlistwn Konstrukttonsprinzipien fährt. Die
erste verlangt dicke Bikten und Wände, die zweite
gerade das Gegenteil, am die Temperaturdifterenzen
herabzusetzen und dam it die Wännespannnngen in
zulässigen. Grenzen zu halten. Die erste verlangt
Äbstuteungen und Verrippungen, die wiederum für
die iweite, die thermische Betastung, unerwünscht
sind, weil sie die freie Ausdehnung der Zonen unter­
schiedlicher Temperaturen betendem und somit zu
überhöhten Wärmespannungen führen können. Diese
werden ganz besonders gefährlich, wenn bei plötzlicher
Änderung der Kühlwassertemperatur oder bei Kaltluft­
starts Thermoschocks hinzukommen. Mit Hilfe der
Methode der Finite-Elemente können wir heute viel
weitgehender rechnen als noch vor einigen Jahren.
Aber der Zylinderdeckel ist in seiner inneren und
äußeren geometrischen Gestalt mathematisch kaum
erfaßbar, höchstens partiell idealisierbar und in dem
Kräftespiel der Beanspruchungen, mechanisch statisch,
mechanisch wechselnd und schwellend, thermisch
stationär und thermisch pulsierend so kompliziert, daß
eine auch nur halbwegs befriedigende Berechnung zur
Zeit nicht möglich ist. Man ist also auf Messen und
Probieren angewiesen, um die konstruktiven und
physikalischen Vorstellungen zu untermauern.
Beim Messen ist man vor einigen Jahren einen erheb­
lichen Schritt vorangekommen. Mit Hilfe einer er­
weiterten Dehnungsmeßstreifenmethode können heute
nicht nur die Oberflächendehnungen einer Rippen­
oder Wandoberfläche gemessen, sondern durch Kom­
bination mit gleichzeitigen Temperaturmessungen
auch die thermischen Beanspruchungen festgestellt
werden.
Obwohl die Meßmöglichkeiten der Beanspruchungen
heute wirklich gut sind, ist trotzdem ein längeres
Ausprobieren erforderlich. Erst hierbei zeigt sich,
was der Werkstoff an den verschiedenen Stellen, zeit­
lich begrenzt oder auch dauernd, aushält. Leider kostet
das Erproben Zeit und Geld. Zeit deshalb, weil nicht
nur die Wechselbeanspruchungen innerhalb eines
Zündintervalls aus dem Zeitfestigkeits- in den Dauer­
festigkeitsbereich hineinlaufen müssen, sondern auch
505
nämlich die Stützelemente zum Zündschlag zusammenfedem, um so stärker biegt sich der weiche Unterboden
nach oben durch. Das kommt leicht vor, wenn der
Zylinderdeckel zu hoch und die Stützen zu lang sind.
Werkstoffseitig müssen wir feststellen, daß der normale
Graugußdeckel aus GG 25 bei den neueren Diesel­
motoren nicht mehr genügt. Die Festigkeit reicht
nicht mehr aus, die Dehnung ist zu gering, der Guß
ist zu spröde. Die nächste Stufe, der ,,gimpfte‘‘
Grauguß hat höhere Festigkeitswerte und ist in einer
Variante als Meehanite bekannt. Zur Zeit ist er bei
normalen spezifischen Belastungswerten fast überall in
Anwendung.
Im Einführungsstadium befinden sich bei den höheren
Leistungen die beiden neueren Gußeisensorten, Sphäroguß und Vermikularguß. Beide Sorten haben neben
höheren Festigkeiten auch wesentlich höhere Dehnungs­
werte, das ist gut, aber Sphäroguß liegt ungünstig im
Wärmeleitverhalten wegen der sphärolitischen Graphit­
ausbildung, hat dadurch höhere thermische Span­
nungen, die einen Teil der höheren Festigkeit wieder
auf zehren. Dagegen hat der Vermikularguß bei ebenso
guten Dehnungseigenschaften eine erheblich bessere
Wärmeleitfähigkeit. Die thermischen Spannungen sind
nur geringfügig höher als bei Grauguß, so daß die
höheren Festigkeits- und Dehnungswerte fast voll
genutzt werden können. Diese Qualität scheint deshalb
als Zylinderdeckelgußeisen besonders geeignet zu sein.
Eine Bestätigung ist noch nicht ganz erbracht. Die
ersten Prototypen laufen erst etwas über 2% Jahre
und haben die Durststrecke noch nicht ganz über­
wunden.
die Wechselperioden zwischen kaltem und warmem
Motor eine gewisse Zahl erreicht haben muß. Die
Praxis zeigt, daß 2—3 Jahre Laufzeit nötig sind, ehe
einigermaßen sicher ist, daß nichts mehr passiert.
Aus diesen Erkenntnissen ist konstruktiv folgerichtig
die Doppelbodenausführung mit gerade noch gegen
den Zünddruck ausreichendem dünnwandigen Unter­
boden und steifem abstützenden Zwischenboden ent­
standen. Der dünne Brennraumboden ist gut gekühlt,
hat deshalb geringe Wärmedehnungen und schützt
den dickwandigeren Zwischenboden vor thermischer
Belastung. Dieser ist dann durch Rippen und Wände
zu den seitlichen und oberen Deckelpartien druckfest
abgestützt. Diese sich ergänzende Doppelfunktion
des Doppelbodenprinzips hat sich bisher gut bewährt
(Bild 2).
Es geht aber auch noch ohne den Zwischenboden.
Dann darf jedoch der Zylinderdeckel nicht zu hoch
gebaut werden (nicht über etwa 70% vom Durch­
messer), um ein zu starkes Zusammendrücken der
Abstützungselemente zwischen weichem Unterboden
und starkem Oberboden zu verhindern. Je stärker
506
Diese beiden Gußeisenqualitäten, wovon man dem
Vermikularguß die größeren Chancen einräumt, wer­
den sicherlich eine ganze Generation von Diesel­
motoren im jetzigen Leistungsniveau durchhalten.
Bei weiteren Leistungssteigerungen wird man auf
Stahlguß, kombiniert mit ein- oder angeschweißten
Teilen übergehen müssen. Viele betriebliche Probleme
würden hierdurch mit einem Schlage gelöst (Tafel 2).
Die Schwierigkeiten verlagern sich allerdings dann
auf die Fertigungsseite. Die Hauptprobleme sind dabei
die schlechten Vergießeigenschaften, höherer Material­
schwund, Lunkergefahren, erhebliche Materialverluste
durch Totmaterial in verlorenen Köpfen und höheren
Bearbeitungszugaben sowie entsprechend vermehrte
Zerspanungsarbeit. Dafür läßt der Werkstoff sich aber
schweißen, was bei Reparaturen von großem Vorteil ist.
Obwold die Innenform eines Stahlguß-Zylinderdeckels
erheblich einfacher ist — kein Doppelboden, keine
Stützrippen oder anderweitige Versteifungen —, ist er
um mehr als das Doppelte teurer als die besten
Gußeisendeckel.
Trotz der hohen Kosten wurden bei MaK mehrere
Bauarten in Stahlguß ausgeführt. Die ersten Proto­
typen sind seit über einem Jahr im praktischen
Schiffseinsatz. Ernsthafte Schwierigkeiten, die grund­
sätzlich diese Entwicklungsrichtung in Frage stellen
könnten, sind bisher nicht aufgetreten.
Ein anderes Maschinenteil, das bei der Weiterentwick­
lung der 4-Takt-Motoren unter den gegebenen Be­
dingungen der minderwertigen Kraftstoffe eine ganz
besondere Beachtung verlangt, ist das Auslaßventil
(Bild 3).
TM1I
Bruch­
Technologische Dalen von 415
festigkeit
Zylinder decke! werks toftea
Werkslolf
DIN
Bezeichnung
ÓB
( k p /m m \)
Dehnung
Elastizilots modut
<*s
IV.)
(k p /m m 1)
Ausdehnungszoht
Wörme lei tzahl
A
a
E.
<¥d>
(
ccl
)
cm s g rd '
Grauguß
GGL2S
25
0.5
11000
11.0 10*
0.13
geimpfter
Grauguß
GGL30
30
0.5
13000
11.0-10*
0.13
Vermicular
Gußeisen
GGV30
32
5.5
15000
11.0 10*
0.11
Sphäroguß
GGG40
40
12.0
17000
11.5 ■106
0.08
Stahlguß
GS 50
52
18.0
21000
12.1-10*
0,115
T a fel 2
T echnologische D a te n von
Z yiinderw erk«toffen
ungekühlter Sitz
B ild 3
gekühlter Sitz
Auslaßventil m it Gehäuse
Je höher die spezifische Zylinderleistung ist, um so
höher sind in der Regel auch die Abgastemperaturen
und damit auch die Wärmebeaufschlagung der Abgas­
ventile. Sie müssen also hitzebeständig und korrosions­
fest sein.
Die Wärmebelastung erfordert eine intensive Kühlung,
um die Temperaturen in Grenzen zu halten, und einen
hochwertigen Werkstoff, der bei diesen Temperaturen
noch dauerstandsfest ist. Die Kühlung des Ventiltellers
bzw. die Wärmeabfuhr erfolgt zum größten Teil über
den Ventilsitz, wenn das Ventil geschlossen ist, und
nur wenig über den Schaft. Deshalb muß der metalli­
sche Kontakt in der Sitzfläche nicht nur in der etwa
180° Kurbelwinkel dauernden Periode, in der der
Gasdruck den Ventilteller auf den Sitz preßt, in
Ordnung sein, sondern auch während der erheblich
längeren, etwa 450° Kurbelwinkel dauernden druck­
losen Zeit. Wenn hierdurch Verzüge im Ventil selbst
oder im Ventilgehäuse infolge Wärmedehnungen oder
Fertigungsfehler Spalte entstehen, ist der Kontakt im
Sitz unterbrochen und die Wärmeabfuhr in den Sitz
hinein sehr stark behindert. Deshalb heißt die erste
wichtige Aufgabe für den Konstrukteur, die Ge­
staltung der Ventilsitzbereiche sö vorzunehmen, daß
sie bei Erwärmungen rund und eben. bleiben.
Eine weitere ebenso wichtige Aufgabe gilt der Ferti­
gung, Einhalten der Sitzwinkeltoleranzen und sauberes
Einschleifen. Wenn die Ventile nicht direkt im
Zylinderdeckel eingesetzt sind, sondern in einzelnen
Ventilgehäusen liegen, sind diese beim Einschleifen
der Sitze auf den Betriebszustand vorzuspannen, um
die mechanischen Verformungen auszugleichen.
Motor
12 « 551 AK
Viele Ventilschäden haben ihre Ursache in der Nicht­
beachtung dieser primitiven Forderungen.
Damit nun die Wärme vom Ventilsitz auch abfließen
kann, wird das Kühlwasser durch Ringkanäle, Boh­
rungen oder Nuten (Bild 3) von innen so dicht an den
Sitz herangeführt, wie es die mechanische Festigkeit
des Sitzes zuläßt. Diese Kühlung ist sehr wirksam.
Die Temperatur sinkt z. B. von 280 °C beim ungekühl­
ten Sitzring und pme = 1 8 kp/cm2 auf 175 °C mit
Kühlung. Leider ist aber der Einfluß auf das wichtigste
Teil, den Ventilteller, nicht so effektiv und eigentlich
unbefriedigend. Konstruktiv läßt sich von dieser
Seite kaum noch etwas verbessern. Es ist zu erwarten,
daß künftig die alte Bestrebung, den Ventilteller
selbst von innen zu kühlen, wieder mit neuen Ge­
danken und Methoden aufgegriffen werden muß. Sonst
entsteht hier eine echte Grenze für weitere Leistungs­
steigerungen. Sicherlich ist es richtig, daß durch eine
innere Kühlung mit sehr viel Luftüberschuß und
optimierten Ventilsteuerzeiten bei verbesserten Auf­
ladesystemen die mittleren Abgastemperaturen im
Anstieg gebremst werden können, aber in der ent­
scheidenden Aufheizphase des Ventilsitzes während
der Vorauslaßperiode ist der Luftüberschuß von nicht
so entscheidendem Einfluß. Hier ist die Gastemperatur
stärker abhängig von der linear mit dem Mitteldruck
anwachsenden verbrannten Kraftstoffmenge.
Es gibt bereits seit vielen Jahren Auslaßventile mit
innerer Plansch- oder Zwangskühlung, aber der ent­
scheidende Durchbruch für die Serienanwendung bei
den hier zur Sprache stehenden größeren 4-Taktern ist
diesen Methoden versagt geblieben. Dafür verant­
wortlich dürften die hohen Kosten oder auch die noch
fraglichen Betriebssicherheiten sein. Trotzdem, hier
sind die Akzente zu setzen für neue Ideen und neue
konstruktive Lösungen.
Nun zur anderen Seite des Auslaßventilproblems, dem
Werkstoff. Er muß hohen und vielseitigen Forderungen
genügen, temperaturfest bis mindestens 500 °C in
Zeitstands- und Dauerfestigkeit sein, Werte von
a = 45 kp/mm2 sind notwendig, einschlagfest im
Ventilsitz bei eingequetschten Koksteilchen und ander­
weitigen Verbrennungsrückständen und korrosionsfest
gegen aggressive Abgasbestandteile usw. sein.
Die Korrosionsfestigkeit hat in den letzten Jahren
durch die Verwendung von Schweröl ständig an
Bedeutung gewonnen. Die erhöhten Anteile von
Sauerstoff und Schwefel bilden Säuren, die den Werk­
stoff angreifen.
Besonders gefährlich sind die Vanadium- und Natrium­
salze, die bei etwa 530 °C schmelzen und dann die
Werkstoffoberfläche benetzen, deren schützende Oxyd­
schichten zerstören und an den Korngrenzen in das
Gefüge eindringen (Bild 4). Wenn auch im allgemeinen
die Ventilsitztemperaturen noch unter 500 °C liegen,
so sind doch örtlich durch Spalte im Ventilsitz, durch
Grübchen oder Dellen infolge Kokseinschläge, durch
Risse in den glasurartig erstarrten Schmelzen auf den
Sitzoberflächen höhere Temperaturen möglich. Es
508
m ittlerer effektiver Druck Ik p c m '^ l
Bild 4
Auslaßventiltem peraturen
bilden sich Schußkanäle in den Sitzflächen, durch die
die heißen Gase hindurchschießen und die Umgebung
weiter erhitzen. So frißt sich die Hochtemperatur­
korrosion weiter bis zu den bekannten durchgebrannten
Löchern im Tellerrand, die sich im Endstadium durch
ein ungewöhnliches Ansteigen der Abgastemperatur
am Zylinderaustritt bemerkbar machen. Dann ist es
aber zu spät, das Ventil ist zerstört. Deshalb ist
dringend eine vorbeugende Wartung zu empfehlen,
bei der routinemäßig die Auslaßventile aufgenommen,
kontrolliert und nachgeschliffen werden. Die Kontrollzeiten sind Erfahrungswerte und liegen zwischen
2000 und 6000 Stunden.
Durch diese Bedingungen und Vorgänge am Ventil
wird leicht verständlich, daß nur hochqualifizierte
Werkstoffe diesen Anforderungen entsprechen und
daher im Ventilsitz eine Aufschweißpanzerung mit
Hartmetallen unerläßlich ist.
Nachdem der klassische Ventilwerkstoff X45CrSi9 mit
Stellitpanzerung den künftigen Anforderungen wohl
nicht mehr ganz gewachsen sein wird, werden seit
mehreren Jahren neue, im Gasturbinen bau ent­
wickelte Werkstoffe erprobt. Es sind dies die NickelWerkstoffe Nimonic 80 A bzw. Nimonic 81 und
Inconel. Sie sind warmfest und korrosionsbeständig,
aber leider weich, deshalb müssen die Sitze mit zum
Grundwerkstoff passenden härteren Legierungen, wie
Colmonoy 6 bzw. Alloy 50/60 aufgepanzert werden.
Hier bestehen aber noch einige Fertigungsschwierig­
keiten. Durch unterschiedliche Wärmeausdehnungs­
eigenschaften der beiden Materialien entstehen
SefeweÄfssBHBsge®, dt* sfcfe bei schockartigen Test*
fgxM mmmägmm^m aasfräsea wad 212 Risse® tu der
Fauzeremg führen könne®. D iese sind gefibriicfe und
b äd es sehe®. d ie Keim zelle für die anfangs a s g r fila te a
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S d ^ W fe.
AbseM teSesd sei mwfc erwähnt, daß die ö eu t'J seF erseaaagsvereis% asg f l r VerMeEmnn|^kFaftrmi't hmes»
m der alle rHsmEstfiea d e s t s t e M esetectorm feauer
g a a e ffiä a »
betreibe®, eia Fors d m p j s ^ Ä e s aber diese w ich tiges Problem e der
A sslaßveatile b ei F ß i lia d a a d , tlm verstfat Mt e s t e ,
« l e d ä & Sehr
Zwischenergebnisse ab er d es
idjem sebea und p&jjsifeaifertsea Meebaafcmr® der
HoeM gm peraterkom iskiiti mm A uslaßventil sind im der
M TZ J s ii IS IS veröffentlicht worden,
äff-»ffestes**^.
K a lb es issd Kafbexaringe sind s ä t e weHem s B etraefcfasg wert..
M it dem m m skm m äsm Sefeweredbetrieb der letzten
Jahre ist «1e r Ä fem im a m k Ä ea au d er Grenze seiner
EHisa-tsiahigkeit angelangt. Obwohl d er Kolbenkopl
m it R atersAfasgett tr ä te der Brennraansttiulde und
M ater den oberen R a g e n durch Schm ieröl ausrek a esd gekfihlt w ird, sm terllsgt er einem starker::
abrasive® VersehleiB am Feuersteg Oberhalb der
Kalfeesriage dureb sebm kgebide Sehweroirückstände.
W egen der fe h e s W ärm eaasdehsung v o a Ak a k h »
entsteht. iss kalten Zustand bei Teillastbetrieb eia
re M iv großer S ja lt swisdnen Laslbuelsse.s.wam! und
.Ralbeawaad im Bereich des Kolbenkopfes. H ier dringt
darre Asche,, R uß eder Ölfeöks eia and setet sieb fest,
wenn der Spalt bei höheren Leistungen wieder kleiner
wird. Bei diesen gewaltsamen Einzwängungen wird
die weiche Aluminiumoberfläche stark verschlissen.
Das ist die eigentliche Hauptursache, weshalb der
Al-Kolben bei diesen Schwerölverhältnissen nicht
mehr eingesetzt werden sollte (Bild 5).
Ein Kolbenkopf aus Stahl hat in bezug auf diese
Erscheinung zwei wesentliche Vorteile. Einmal ist
die Wärmedehnung erheblich geringer und damit der
Unterschied im Laufspiel zwischen kaltem und
warmem Kolbenkopf auch erheblich kleiner, und
zum anderen ist die Stahloberfläche wesentlich wider­
standsfähiger gegen die schmirgelnde Wirkung der am
Feuersteg haftenden Verbrennungsrückstände.
B iM S
Ä lM S S iiiim m ko llÄ -ö mit. S ta h l k ö p f
prinzipiellen Schwierigkeiten. Das ist nicht zuletzt ein
Verdienst der Kolbenhersteller selbst, die zur Ent­
wicklung und Betriebssicherheit einen erheblichen
Anteil beigesteuert haben.
Erheblich kritischer sind die Probleme am Kolbenring,
vor allem beim obersten, der den höchsten Tempera­
turen und Drücken ausgesetzt ist. Grundsätzlich muß
ein Kolbenring bei geringster Schmierung gut gleiten
und dichten.
Für die erste Forderung sind Notlaufeigenschaften im
Mischreibungsgebiet erforderlich. Wenn auch eine
feinstgedrehte oder gehonte Graugußoberfläche durch
die Graphitnester gute Gleiteigenschaften hat, wird
sie doch noch erheblich lauffähiger und stabiler, wenn
die Oberfläche eine Weichnitrierung erhält. Dies ist
eine Spezialität von MaK, sie lohnt sich trotz höherer
Kosten.
Ein weiterer Vorteil zeigt sich bei den beiden oberen
Kolbenringen. Die Nutenflanken sind gehärtet und
besser vom Innenraum aus gekühlt. Dadurch ist der
Verschleiß von Nutenflanken und Kolbenringen
günstiger als bei Aluminiumkolben, obgleich auch
hier nach heutigem Stand die beiden oberen Kolben­
ringe in Ringträgem aus verschleißfestem austenitischem Gußeisen gelagert sind. Die beiden unteren
Kompressionsringe sitzen gewöhnlich nicht mehr im
Stahlkopf, sondern im Aluminiumkörper, weil hier
keine hohen Beanspruchungen auftreten. Zu beachten
ist beim „gebauten Kolben“ noch die Verbindung
zwischen dem Al-Körper und dem Stahlkopf. Wegen
der hohen Wärmedehnung des Aluminiums müssen
die Verbindungsschrauben mit dem Kopf sehr elastisch
sein. Diese Elastizität wird unterstützt durch eine
Stahlhülse zwischen Schraube und Aluminiumteil.
Der zweite Grundsatz ist eine tiefe Brennraummulde
mit tiefspritzender Düse und auch im Bereich der
Ventiltaschen einen durchgezogenen Kolbenkronen­
rand, damit der Kraftstoffstrahl am Ende der Ein­
spritzung nicht durch die Randöffnungen bei den
Ventiltaschen gegen die Laufbuchsenwandungen
spritzt. Gelangt der Kraftstoff an die Laufbuchse, so
zerstört er den dünnen Schmierfilm auf der Gleitbahn.
Die Folgen sind schlechte Schmierung der Kolbenringe,
örtlicher Verschleiß, Taschenbildung in der oberen
Laufbuchse, Durchblasen der Ringe, Erhitzung der
Ringe, Festbrennen der Ringe usw., der weitere
Verlauf ist bekannt.
Der gebaute Kolben kann heute als eine erprobte und
bewährte Komponente des Motors angesehen werden,
auch bei höheren Leistungen sehen wir noch keine
Ferner wird am Kolbenring die Gleitfähigkeit stabili­
siert durch die unterschiedlichsten Formgebungen
der Lauffläche, glatt oder mit Rillen, symmetrisch
S en W. - 43e jaarqanq no. 16 - 1976
509
ballig und unsymmetrisch ballig, leicht winkelig in
Minutenform usw., es gibt eine Unmenge von Ge­
staltungen und Materialpaarungen, die in den letzten
Jahren erprobt wurden. Die meisten Lösungen wurden
wieder verworfen. Gehalten haben sich die balligen
und leicht angeschrägten Formen und die verchromten
Laufflächen. Neuerdings haben wir unser Augenmerk
sehr stark auf den Druckausgleich der oberen Ringe
gerichtet. Der Verbrennungsdruck baut sich vor dem
Ring an der Lauffläche sehr schnell auf und versucht,
den Ring in die Nut zu drücken. Wenn hinter dem
Ring schnell ein Gegendruck erzeugt wird, wird das
Einfedern des Ringes verhindert und die Dicht­
wirkung aufrecht erhalten. Dafür muß das Volumen
der Ringnut hinter dem Ring möglichst klein sein,
damit es schnell mit Gas aufgefüllt wird und der
Gegendruck sich praktisch unverzögert aufbauen kann.
Aus gleichen Gründen geht die Tendenz auch zu
flacheren Ringen, weil hier die Volumina im Nuten­
grund auch entsprechend kleiner sind und sich schneller
auffüllen. Richtig abgestimmte Kompressionsringe er­
reichen heute in der Regel 10 000 Betriebsstunden.
Dann muß besonders der obere gewechselt werden,
weil die etwa 0,3 mm dicke Chromschicht durchgelaufen
ist. Um die Laufzeiten zu erhöhen, sind also noch ver­
schleißfestere Ringbeschichtungen zu entwickeln.
Je härter eine Ringoberfläche aber ist, um so schlechter
läuft sie ein und um so stärker wird die Gegenlaufbahn
beansprucht. Das macht sich stark bemerkbar im
oberen Umkehrpunkt der Kolbenbewegung, wenn die
Gleitgeschwindigkeit des Ringes klein ist, die Schmie­
rung schlecht wird und Drücke und Temperaturen
hoch sind. Bei einem Chromring hat die Laufbuchse
nach 10 000 Laufstunden etwa 1/10 mm Laufbahn­
verschleiß. Bei einem im Versuch laufenden Plasmaring
mit einer durch Chromkarbide stark aufgehärteten
Laufschicht war der Buchsenverschleiß 5 mal so hoch.
Das ist nicht tragbar, die Lauffläche ist zu hart. Z. Z.
wird eine Beschichtung mit Molybdän-Ferrobor unter­
sucht. Das Ziel ist, eine Kolbenringstandzeit von mehr
als 10 000 Std. zu erreichen, ohne daß die Verschleiß­
werte an den Laufbuchsen schlechter werden.
Als letztes der wichtigsten Motorenteile zählt die
Kolbenlaufbuchse (Bild 6). Hier interessiert besonders
der obere Bundbereich mit seinen Einspannungs­
problemen zwischen Zylinderdeckel und Zylinder­
gehäuse sowie den dortigen Kühlungsfragen. Die ent­
scheidende Frage ist, bei welcher Zylinderleistung
reicht noch die alte klassische Ausführung mit ein­
fachem Kragen und bis unter den Sitz im Zylinder­
gehäuse hochgezogener Wasserkühlung aus und ab
wann ist die innere Kühlung des Kragens durch
gekühlter Kragen
Bild 6
ungekühlter Kragen
Laufbuchsenbund
Kühlwasserbohrungen oder Kanäle erforderlich. Sehr
erfreulich ist, daß die geometrischen Konturen dieser
Buchsenpartie einfach sind und die Gesetze für die
Wärmeaufnahme und -ableitung mit ihren physikali­
schen Koeffizienten relativ gut erforscht sind. So ist
das Kräftespiel zwischen mechanischen und thermi­
schen Belastungen relativ treffsicher mit der Methode
der Finite-Elemente rechnerisch zu erfassen. Trotzdem
war eine Anzahl von Messungen nach unterschiedlichen
Methoden erforderlich, um die Rechnungen zu kon­
trollieren und das eigene Sicherheitsgefühl zu stärken.
Im Endergebnis hat sich folgendes herauskristallisiert:
Bis zu Mitteldrücken von 18 kp/cm2 ist die einfache
Ausführung ohne Kühlbohrungen im Kragen dann
noch brauchbar, wenn die Mantelkühlung bis unter
den Auflagesitz des Kragens im Zylindergehäuse hoch­
gezogen ist, wenn der Übergang von der Buchsenwand
in den Kragen ausreichend ausgerundet ist und wenn
der Kräftefluß vom Zylinderdeckeldichtring über den
Kragen in die Gehäuseauflage stetig verläuft. Dabei
muß der Kühlwasserringraum unter der Hohlkehle
10— 12 mm breit sein, damit der volle Kühlwasser­
strom die Hohlkehle bestreicht und eventuelle LuftDampf- oder Gasblasenansammlungen wegspült. Als
Werkstoff reicht ein optimierter Schleuderguß. Diese
Aussagen gelten bis zu einem Kolbendurchmesser von
450 mm und beruhen auf umfangreiche Untersuchun­
gen bei der neuen MaK-Maschine M 552 AK.
Bei größeren Laufbuchsendurchmessern mit dickeren
Wandungen und stärkerem Kragen wird jedoch eine
innere Kühlung durch Bohrungen oder Kanäle nicht
zu umgehen sein. Die bekannten Motoren größerer
Abmessungen zeigen es.
Overgenomen ui! - Technische Mitteilungen Krupp Werksberichte Juni 1976/Heft 1
t
NEDERLANDSE VERENIGING VAN
TECHNICI OP SCHEEPVAARTGEBIED
^
3 (Netherlands Society of Marine Technologists)
Voorstel voor lezingen seizoen 1976-1977 .
Design, survey and repairs of offshore
structures
door mr. G. B. Smedley en mr. C. A. Bainbridge van Lloyd’s Register of Shipping.
Moderne ontwikkelingen op het gebied
van niet-destructief lasonderzoek
23 sept. ’76 (do) Rotterdam
Deze voordracht wordt gehouden in sa­
menwerking met het Institute of Marine
Engineers (Netherlands Branch) en de
Sectie Scheepstechniek van het Klvl.
24 sept. '76 (vr) Amsterdam ??
30 sept. ’76 (do) Groningen ??
door de
search
Dienst
16 dec.
17 dec.
21 dec.
Turbines en tandwielkasten
Toepassing hydrodynam isch
zoek bij het m anoeuvreren
door Kapt.
19 okt. '76
21 okt. ’76
22 okt. '76
Ltz T.D. A. C. Pijcke
(di) Groningen ??
(do) Rotterdam
(vr) Amsterdam
De Stork-w erkspoor-dieselm otor
TM620
Viking Piper (met film)
19 nov. ’76 (vr) Amsterdam
25 nov. '76 (do) Groningen
heer A. de Sterke (Hoofd afd. Re­
en Ontw. Röntgen Technische
door de heren ir. C. C. Glansdorp en ir. G.
van Oortmerssen.
Voordracht georganiseerd door de Sectie
Scheepstechniek van het Klvl
20 jan. '77 (do) Delft (voor de afd. Rotter­
dam)
Sociëteitsincdcdeling
Zoals bekend mag worden geacht is de sociëteitsactiviteit van onze vereniging, voorheen in
het Groothandelsgebouw te Rotterdam, ver­
plaatst naar Westplein 9, in de N SU ’70 socië­
teit, telefoon: 010-36 05 02.
Behalve van de daar reeds aanwezige facilitei­
ten kunnen de leden van de NVTS op de vol­
gende tijden om zich te verpozen gebruikma­
ken van een voor de vereniging beschikbare af­
zonderlijke ruimte.
Dinsdag van 14.00 tot 24.00 uur, woensdag,
donderdag en vrijdag van 14.00 tot 18.00 uur.
Het bestuur van de N SU ’70 sociëteit geeft bo­
vendien, op gebruikelijke voorwaarden, toe­
gang aan onze leden tot deze sociëteit op alle
werkdagen van 12.00 tot 14.00 uur en van
17.00 tot circa 21.00 uur.
De sociëteit is in de vakantie-periode van 12
juli tot 16 augustus a.s. gesloten.
De clubcommissie
Er is op die dag van 17.00 tot 18.00 uur een
afscheidsreceptie in de Kantine van het bedrijf
te Bolnes.
S. en W. - 43e iaaraana no 1ß - 1Q7fi
Ontwikkeling van de navigatie in de
zeevaart
onder­
21 jan. '77 (vr) Amsterdam
27 jan. ’77 (do) Groningen ??
Afscheid P. I). Klapwijk
Op dinsdag 17 augustus 1976 zal de heer P. D.
Klapwijk in verband met het bereiken van de
pensioengerechtigde leeftijd, zijn functie van
Chef tekenkamer machinebouw bij Boele’s
Scheepswerven en Machinefabriek B V, te
Bolnes, neerleggen.
G. Lagers (IHC)
'77 (do) Rotterdam
'77 (vr) Amsterdam
'77 (do) Groningen ??
door de heer A. Wepster (NMI)
21 apr. '77 (do) Rotterdam
22 apr. '77 (vr) Amsterdam
26 apr. '77 (di) Groningen ??
'76 (do) Rotterdam
’76 (vr) Amsterdam
’76 (di) Groningen
door Ir. J. H. Wesselo, Directeur Techniek
Stork-Werkspoor-Diesel
18 nov. ’76 (do) Rotterdam
Voordracht in samenwerking met IME (Ne­
therlands Branch) en Sectie Scheepstech­
niek van het Klvl.
NIEUWSBERICHTEN
door ir.
17 mrt.
18 mrt.
25 mrt.
17 febr. '77 (do) Rotterdam ??
18 febr. '77 (vr) Amsterdam ??
22 febr. '77 (di) Groningen ??
Internationale Navigatie Apparaten B.V.
Met ingang van I mei 1976 z.ijn tot mededirecteuren van de Internationale Navigatie
Apparaten B.V. benoemd de heren C. M.
Kooy en R. van Rees Vellinga.
Erich R. F. M aier, Consul G eneral, aged 75
Erich R. F. Maier, Consul General, President
and owner o f the Maierform companies in Ge­
neva, Bremen and Trieste, celebrated his 75th
birthday on 20th Juni 1976. His life’s work was
based on the scientific and practical activities
o f his father, the Viennese shipbuilding engi­
neer F. F. Maier, who over a hundred years ogo
recognised the importance of a ship form that
suitably combined the virtues o f economy and
seaworthiness. It remained for his son, Erich
R. F. Maier, to translate these ideas into practi­
ce.
After his father’s death, Erich Maier founded
Maierform companies in various countries and
organised a network of agencies in practically
all seafaring states. Since then, Maierform has
developed or at least decisively influenced the
construction o f nearly 10.000 ships of all sizes
and o f the widest variety o f types. Apart from
the designs for the most suitable ship form the
N.B.
10 en 11 april '77 Pasen
19 mei '77 Hemelvaartsdag
29 en 30 mei '77 Pinksteren
?? Nog geen lezing beschikbaar.
Voorstellen worden gaarne tegemoet ge­
zien.
Onderstaand
programma zat in
Schip en W erf worden herhaald. Wij­
zigingen of aanvullingen kunnen
hierin voorkomen.
Maierform companies have over the last deca­
des also been active in the fields of total ship
designs, advising shipping companies, ship­
yards and shipping authorities as well as sup­
plying detail drawings and working drawings
including all calculations.
In recognition of his services, the Austrian
Federal President has now awarded Erich R. F.
Maier the Silver Grand Cross for Distinguished
Service (with ribbon) of the Republic of Au­
stria. For his contributions to the scientific and
technical improvement of shipbuilding and
shipping, the Technical University o f Vienna,
the oldest in all German-speaking countries,
awarded him in 1965 the title of ’Honorary
Member of the University o f Vienna’. Erich
Maier is a member o f the Royal Institution of
Naval Architects in London, of which his fa­
ther, F. F. Maier, had been one of the first
members from 1879. He is also a member of
the Society of Naval Architects and Marine
Engineers in New York and o f the Schiftbau­
technische Gesellschaft (Shipbuilding Techno­
logy Society) in Hamburg. In Geneva he ma­
nages the company of Maierform S.A . and
represents his native Austria in his capacity as
Honorary Consul General.
511
120-jarig bestaan Hogere Zeevaartschool
Delfzijl en 100- jarig bestaan Intcrnaatschip
Abel Tasman
De oud-leerlingvereniging Abel Tasman roept
alle oud-leerlingen op om deel te nemen aan
een grandioos feest, dat gepland is voor zater­
dag 20 november 1076. Geïnteresseerden kun­
nen contact opnemen met de heer H. R. A. J.
van Dijck, Ie Officier Internaat Abel Tasman,
Tuikwerderrak 3 te Delfzijl.
Telefoon 05960-13708.
Laat de gelegenheid niet voorbijgaan nog ecns
oude schoolkameraden en leraren te ontmoe­
ten.
C om m issie voor de exam ens van scheepsw erktiiigkundigen
G eslaagd voor het diploma C2 als Scheepswerktuigkundige voor de Ie helft 1976
J. Velthuis, Amsterdam; R, J. P. van Putten,
's-Hertogenbosch; G. de Goede, Vianen; K.
v.d. Heide, Niekerk (Gr.); P. A. van Kampen,
Werkendam; C. F. H. G. v.d. Goorbergh,
Goes; R. F. Troost, Amsterdam; L. Smit, Vlissingen; A. den Hoed, Hoek van Holland; C.
Zoek, Zaandam; W. Stortelers, Vlissingen; D.
J. Hoekstra, Weidum (Fr.); H. M. B. den Boogert, Vlaardingen; J. M. J. Dekkers, Gerwen;
G. B. Buis, Amsterdam; H. Brand, Werken­
dam; W. F. den Duik, Hilversum; J. B. Win­
kelman, Utrecht; D. A. Sellink, Aalten; J. C.
Verhoef, Uithoorn; A. Hoekman, Middelburg;
G. E. Leidelmeyer, Leiden; L. Th. Bem ouw,
Middelburg; P. C. Verjans, Maastricht; W. J.
Baayens, Wormcrveer; A. C. Gosselink, Hillegom; L. Bartelts. Vlaardingen; J. H. W, M.
van Oostveen, Vlissingen; J. Kieviet, Sommelsdijk; H. B. Wiersma, Amersfoort; A. J.
Dobbelaar, Vlissingen; D. C. J. Stemmerik,
Bilthoven;G . J. Harting, Schore; E. K. Koole,
’s-Gravenhage; J. van Buren. Oostvoome; J.
M. van Nieuwenhuyse, Kruiningen; F. van
Oosten, Sliedrecht; S. H. J. Vellinga, Tzum
(Fr.); A. van Ochten, Vlissingen; A. A. Zijderlaan. Schoonhoven; A. de Vries, Emmeloord;
H. J. Bouwmeester, Arendskerke; P. Exalto,
IJmuidcn; R. C. v.d. Pol, Middelburg en J. P.
Kalkman, Heerhugowaard.
Industriële offshorc-organisaties rond de
N oordzee gaan sam enw erken
Oprichting van ’EnroSec’, Secretariat to European O ceanic Industries
Na een jaar van voorbereiding hebben de ver­
tegenwoordigers van de vier belangrijkste na­
tionale organisaties in West-Europa op het ge­
bied van de offshore industrie besloten nauwer
samen te werken door het oprichten van een
samenwerkingsverband in de vorm van een
gezamenlijk secretariaat.
Dit nieuwe internationale lichaam 'EuroSec'
genaamd, heeft zijn werkzaamheden per 1 juli
jl. aangevangen. De vier in EuroSec samen­
werkende organisaties zijn:
ABOI Association of British Oceanic Indu­
stries (Engeland)
ASTEO Groupement Interprofessionnel pour
1’Exploitation des Océans (Frankrijk)
512
IRO Industriële Raad voor de Oceanologie
(Nederland)
WIM
Wirtschaftsvereinigung
industrielle
Meercstechmk e.V . (Bondsrepubliek Duits­
land)
In het algemeen zal EuroSec de gezamenlijke
belangen van de Europese offshore industrie
vertegenwoordigen en behartigen.
Waar nodig zal EuroSec ook de belangen coör­
dineren van de bij de vier organisaties aange­
sloten bedrijven. Daarbij zal zij ervoor waken,
dat de onafhankelijkheid en vrijheid van hande­
len van de organisaties en hun aangesloten be­
drijven geheel zullen worden gewaarborgd.
Gedurende 1976 zal het secretariaat van Euro­
Sec worden verzorgd door de Westduitse part­
ner, WIM te Düsseldorf.
Agency agreem ent to m arket valves in the
N etherlands
Weir-Warmtekracht B .V . o f Rotterdam have
been appointed agents in the Netherlands for
the range of ball and butterfly valves manufac­
tured by Weir-Pacific Valves Ltd. of Queenslie, Glasgow, for the petrochemical, chemical,
process, oil, offshore, marine and other indu­
stries.
Both Weir-Warmtekracht and Weir-Pacific
Valves are members o f the Glasgow-based
Weir Group.
Weir-Warmtekracht has its head office and
workshops in Rotterdam. The company mar­
kets products o f other Weir Group companies,
particularly those o f Weir Pumps Ltd. and pro­
vides maintenance and repair services for these
and other products.
Tewaterlatingen
Op 10 juli 1976 is met goed gevolg te water
gelaten het motorschip Eemshorg, bouwnummer 877 van A. Vuyk & Zonen's Scheepswer­
ven B .V . te Capelle a/d IJssel, bestemd voor
Wagenborg Scheepvaart B .V . te Delfzijl.
Hoofdafmetingen zijn: lengte 74 ,8 0 m, breedte
15,30 m, holte 8,70 m.
In dit schip worden de volgende motoren geïn­
stalleerd:
- twee 4-takt, enkelwerkende NOHABPOLAR-motoren van het type F 28 V - D 750
elk met een vermogen van 1600 pk bij 750
omw/min;
- drie 4-takt, enkelwerkende Scania Vabismotoren van het type DS 1 1 elk met een ver­
mogen van 194 pk bij 1500 omw/min.
Het motorschip Eemsborg wordt gebouwd on­
der toezicht van Bureau Veritas voorde klasse:
I 3/3 L 4 * 1laute mer Ice Class 1 A.
17 juli 1976 werd op de werf van Verolme
Dok- en Scheepsbouw Mij. B .V ., Rozenburg,
de turbinetanker Brazilian P eace op informele
wijze te water gelaten.
Het schip, dat wordt gebouwd in opdracht van
Atlantic Bulkoil Corporation, Monrovia, zal
direkt na oplevering worden vercharterd aan de
braziliaanse staatsoliemaatschappij Petrobras
(Petroleo Brasileiro S .A .), Rio de Janeiro.
De tanker werd ingezegend door pastoor J.
Smit uit Brielle: de officiële doopplechtigheid
is vastgesteld enige weken vóór de overdracht
in de loop van november 1976.
De hoofdafmetingen zijn: lengte 302,10 m,
breedte 55.40 m, diepgang 22,38 m en holte
28,55 m.
De Brazilian Peace is de laatste van 5 mammoettankers van 318.000 ton, die in de loop
van de laatste jaren door de Rozenburgse werf
zijn gebouwd.
Opgeleverde schepen
Mevrouw A. H. de Visser-Zwaan, echtgenote
van de afdelingsdirecteur Technische Dienst
van Adriaan VolkerBaggermaatschappij, heeft
12 juli j.1. in de Europoort de cutterzuiger
Sliedrecht 32 officieel in gebruik gesteld.
Het schip is eigendom van Koninklijke Adriaan
Volker Groep b.v.
De Sliedrecht 32 heeft een totaal geïnstalleerd
vermogen van 9.000 pk en werd gebouwd door
Machinefabriek Vos & Zonen bv te Sliedrecht.
Het schip zal binnenkort vertrekken naar
Saoedi Arabië. waar zij zal worden ingezet bij
de aanleg van de handelshaven van Jubail.
Op 19 juli j.1. heeft de oplevering plaatsgevon­
den van het eerste boorschip voor de N SU , de
N eddrill I.
Het oorspronkelijk 20.000 dwt bulkschip Goeree van Holland Bulk Transport werd op de
werf van Mitsubishi Heavy Industries te Yokohama verbouwd tot een met 8 zware ankers
uitgerust boorschip N eddrill I.
De doopplechtigheid werd verricht door me­
vrouw E. G. van W achem-Cristofoli, echtge­
note van de heer Van Wachem, produktiecoördinator van de Shell. Het schip zal voorde
Shell gaan boren nabij Hodeida in Jemen.
Verkochte schepen
Via bemiddeling van Supervision Shipping &
Trading Company, Rotterdam, is het Neder­
landse motorkustvaartuig Im ber, eigendom
van P. A. van Es & Co. B .V ., Rotterdam
verkocht naar Jordanië, open-shelterdecker,
ca. 1.100 tons draagvermogen, gebouwd in
1963, uitgerust met een Industrie hoofdmotor
van 1.350 pk; de snelheid bedraagt 13 mijl.
De overdracht heeft inmiddels te Bolnes
plaatsgevonden en het schip is herdoopt in
Aqaba. Dit is het tweede koopvaardijschip on­
der Jordaanse vlag.
Verfinstituut T N O , Delft
Het Verfinstituut TNO heeft besloten aan zijn
activiteiten verdere bekendheid te geven door
het samenstellen en publiceren van een aantal
informatiebladen.
In eerste instantie wordt gedacht aan een serie
van circa twintig. In het eerste blad wordt inge­
gaan op de opbouw van de Organisatie TNO en
de plaats van het Verfinstituut in deze organisa­
tie; het tweede blad geeft antwoord op de vraag
wat het Verfinstituut biedt; in nummer 3 wordt
een concreet verfprobleem aan de orde gesteld.
Het instituut verwacht met dit initiatief, dat
voorlopig voor één jaar is gepland, te beant­
woorden aan vragen die wellicht bij de lezers
leven.