3956/?.
WERKTUIGKUNDIGE CONSTRUCTIES
*
LNKLE ALGEMENE EN EC0N0MI3CHE ASPECTEN VAN
LUC}ITKUSENVAARTUIGEN.
Memonr. 6804/27.
Dit overzicht is speciaal opgesteld ter inforrnatie van de Hoogedelgestrenge Heer SBN J. Doorenbos vo1ens de afspraak van
8 december 1967. 1. Algemeen.
Er is op het ogenbJ.ik een drietal 1uchtkuensystemen in gebruik, zie fig. 1, 2 en 3.
7,7
/ / /
J-fig. 1.
Fig. i geeft schetsmatig het systeem weer, dat in gebruik is bij British Hovercraft Corporation, de bekende Engelse fa-brikant van iuchtkussenvoertuigen (o.a. de 9 tons SHN 6 en de
160 tons SRN 4). De grotendeels uit lichtmetaal opgeboude voertuigconstructie ordt voorgesteld door A. Onder de gehele buitenrand van de voertuigbodern zijn flexibele schorten S aan-gebracht. Buitenlucht wordt aangezogen door ventilator V en onder overdruk naar de fiexibele schorten gevoerd, die daar-door de geschetste vorm aannernen. Door openingen onder in de schorten en in de zijwanden ervan ontsnapt de lucht naar bui-ten, daarmee in de ruirnte K, het iuchtkussen, eon overdruk opbouwend, die het voertuig draagt.
Dit iuchtkussensysteem (in het engels peripheral jet genaarnd) is volledig door octrooien beschermd.
s
Dit is evenzo het geval met het systeem afgebeeld in fig. 2, en dat gebruikt wordt door de Franse fabriek Bertin, o.a. voor
de 27 tons Naviplane N300.
/7/////7//////// ///////////
fig. 2.
De ventilator levert hier de lucht in flexibele kokers, die aan de onderzijde open zijn en die zich onder de gehele bodem van het voertuig bevinden. De lucht ontsnapt naar de buitenlucht
door de spleet, aanwezig tussen de onderzijde van de flexibele kokers en het grond- of wateropperviak.
Luchtkussenvaartuigen met een van de beide genoemde syste-men bezitten amfibische eigenschappen; ze kunnen zich zowel boyen land als boyen water voortbewegen. Alleen boyen water van
enige diepte kan het luchtkussenvaartuig met vaste zijwanden toegepast worden. In fig. 5 worden hiervan een dwars- en langs-dooronede gegeven.
fig. .5.
De vaste zijwanden, evenwijdig aan de langsas van het
vaar-tuig, steken permanent in het water en voorkomen aldus lekkage
WERKTUICKUNDIGE CONSTRUCTIES
© ©
WERKTUGKUNDIGE CONSTRUCTIESvan kussenlucht langs deze zijden. De voor- en achterzijde van het luchtkussen moeten, ter verkrijging van een 1ae
weer-stand, met beweegbare of flexibele constructies afgedicht worden. Men denkt hiervoor aan beweebare klappen, flexibele
scharten of lucht- of watersohermen. De Engelse fabriek Hovermerine vervaardigt een dergelijk type vaartuig: de 16
tons HM-2.
Er bestaan nog enkele andere luchtkussen systemen, die echter als variaties op de hierboven behandelden beschouwd kunnen worden. ¿o heeft het door het IIECO-TNO voor de
Koninkiijke Marine onderzochte luchtkuscenmodel (zie fis. 4)
fig. 4.
een kussensysteem, dat een variatie is op dat van British Hovercraft Corporation, en wel een zodanige, dat geen gebruik vari hun octrooien gemaakt behoefde te worden.
Met luchtkussen oncersteuning van een vnar- of voertuig wordt een verminderde beweings weerstand beoogd, waardoor
WERKTUIGKUNDIGE CONSTRUCTIES
¿4.
Met de tot op heden gereedgekomen luchtkussenvaartuigen zijn boyen water sneiheden tot 80 knoop bereikt. De amfibische typen worden bovendien niet genoodzaakt omwegen te waken orn
ondiep water of zandbanken te verrnijden. ¿owel hierdoor als door de hoge sneiheid kunnen aanzienlijke reistijd verkor-Ungen verkregen worden.
De voortstuwing van amfibische luchtkussenvaartuigen vindt plaats met luchtschroeven. De besturing ervan wordt uitgevoerd door middel van aerodynarnische krachten (luchtroeren en
zwenk-bare luchtschrocvenal of niet met verstelzwenk-bare spoed). Voor de niet-amfibische luc}-itkussenveartuigen kan van een efficientere
voortstuwing met waterschroeven of waterstraalmotoren gebruik gernackt worden.
De opsluiting van het luchtkusen met behuip van flexibele scherten is nodig orn het passeren van geaccidenteerd terrein of een zee met golven met hor;e sneiheid mogelijk te maken. ¿e vormen echter de voornaamste beerking bu het vergroten van de amfib.ische luchtkussenvaartuigen, ondat de overdruk van hot
luchtkussen door hen begrensd wordt. Voor de grotere typen luchtkusenvaartuien wordt het econoinisch aantrekkelijker orn vaste zijwanden toe te passen.
Luchtkusenvoartuigen kunner near grootte in drie klassen verdeeld worden:
1. Het kleine type: kleiner dan 25 ton totaal gewicht.
Deze vartuigen zile geschikt voor beschutte wateren met maximale golfhoogten van i à
i4
rneter. Hot benodigdever-mogen voor sneiheden van ongeveer 60 knoop is 100 à 150 pk
Der ton totaal gewicht.
2. Het rniddelgrote type: van 100 tot 10CC) ton toteal gewicht;
te gebruiken op beschutte zeen (zoals de Noordzee) met maximole golfhoogten van
5 à 4
meter en over aftanden van enkele honderden zeemijien. Voor sneiheden van ongeveer GO knoop is een vermogen nodig vn 60 à luO pk per tonWERKTUIGKUNDIGE CONSTRUCTIES
3.
Ret grote type: groter dan ongeveer 3000 ton totaal gewicht. Dit type is geschikt voor transatlantisch vervoer over af-standen van enkele duizenden zeernijien. Golfhoogten van 6 rnzijn geen bezwaar. Voor grotere goifhoogten zal de sneiheid verminderd moeten worden. De henodigde vermogens voor snel-heden van 80 à 90 knoop zijn 35 à 50 pk per ton totaal
ge-wicht.
Het grootste deel van de op dit moment operationeel zijnde 1uchtkussenvartuigen is opgebouwd uit iichtmetaal. De bouwwij-ze ervan vertoont veci overeenkornst met die, welke in de vlieg-tuigbouw wordt toegepast. Enkele kleinere types luchtkussen-vartuigen zijn uitgevoerd in gewapend kunststof. De grote
transatlantische luchtkusenvaartuigen, waarvan de ontwikkeling in het buitenland inidels gestart is, zullen vrijwel geheel uit lichtmetal opgebouwd zijn, doch hun constructie zal aan-merkelijk meer gaan lijken op die van de conventionele schepen,
zodat bou.w ervan eerder op scheepswerven (Ian in
vliegtuigfa-brieken verwacht wordt.
Reeds enkele jaren is eon viertal luchtkussenvaartuigen van het type SRN 6 ingeschakeid in regelmatige veerdiensten in
Eneland. Ze hebben gezamenlijk in die periode meer dan 700.000 passagiers vervoerd. (De capaciteit van de SRN 6 is 38 passa-giers). In de zomer van 1968 zullen veerdiensten over het
Kanasi anvangen met drie stuks SRN 4 (ieder 256 passagiers en 30 auto's). In Frankrijk wordt in 1968 een veerúiennt ingesteld langs de Cate d'Azur met twee luchtkussenvaartuigen van het type N 30C, elk met een capaciteit van 90 passagiers.
2. Toepassingen.
Er is reeds veel geschreven en gepublicoerd over toepas-singsgebieden van luchtkussenvaartuigen, praktijkervaring is echter op bet huidige moment slecnts in een
klein
aantal ge-vallen opgedaan. Ongetwijfeld zal zowel van producenten - alsvan gebruikerszijde gestreefd worden naar een zo veel rnogelij-ke opvulling van deze leemte, dit te meer daar het aantal op
de markt zijnde typen 1uchtkissenvairtuigen snel toeneerat. Op bet ogenblik is de civiele toepassing voornamelijk
luchtkuzsenvaartuj-WERKTUIGKUNDIGE CONSTRUCTIES
gen en zeker bij bet transatlantische type wordt het vervoer
van vracht economisch aantrekkelijk. Voor bijzondere
toepas-singen zoals bu
diensten als de itijkswaterstaat en het
Loods-wezen en bij bevoorrading va.n boorplatforms is dit
transport-middel in studie.
peciaa1 daarbij is als een nadeel
van de
huidige luchtkussenvaartuigen ondervorulen hun minder goede
scheepseigenschappen, wanneer ze zonder luchtkussen (hun
draag-vermogen dus ontlenend san deplacemerit) debruikt worden. Orn
dit te verbeteren zal men zich met het rompontwerp
meer moeten
richten op een volwaardig deplacernent-schip. (Dit is juist
het
uitgangspurit geweest ÒIJ bet ontwerp van bet door IWECO-TNO
beproefde luchtkusserirnodel; een catamaran, die tevens als
lucht-kus9envaartuig gebruikt kan worden (zie fig. 4).
Voor een militaire toepassing van het
luchtkussenvasrtuig
bestaa.n de volgende mogelijkheden.
Onderzeebootbestrijding, vanwege de hoge sneiheid
en het
gerin;e onderwetergeruis.
Patrouillering; proeven hebben uitgewezen dat met
lucht-kussenveartuigen renzelfde taak uitgevoerd kan
worden als
met ruja tweemaal zoveel patrouillerende mijnenvegers.
Troepentransiort en bevoorradirig, waarbij de hoge
sneleid
en amfibiache eigenschapen een voordeel kunr.en zijn.
Bij
bevoorrading over lange afstand moet
can het
transatlanti-sche type met de vaste zijwanden gedacht
worden.
.
Reddin,00k hier door de hoge sneiheid
en eventueel een
grate zeewaardigheid.
.
Mijnenleggen en - vegen; het geringe
onderwatergeruis en
de hoge sneiheid kunnen van voordeel zijn.
De huidige luchtkussenvaartuigen kunnen wat
maritieme
toe-passingsrnogelijkheden betreft (uitgezonderd de 160
tons SRN 4)
vergeleken worden met helicopters. Het is
mogelijk, dat bij
nadere bestudering deze laatsten voor enkele
der genoernde
mari-ne taken betere eigenschappen bezitten dan de
luchtku:.senvar-tuigen. Helicopters echter, evenals
draagvleugelboten, zijn
an cen maximale grootte jebonden, die ugt bij
een
laadvermo-gen van enkele tientallen tonnen. \.Ianneer het
transatlantische
INSTTUUT INOVOOR
©
WERKTUIGKUNDIGE CONSTRUCTtESluchtkussenvartuig beschikbaar komt, opent zich de mogelijk-heid, hoewel het nu voor vrachtvervoer ontwikkeld wordt, dit
vcartuig bijvoorbeeld ook als helicopter-carrier te gaan
ge-bruiken.
In Engeland en in de Verenigde $taten van Amerika worden al geruirne tijd op uitgebreide schual proeven met luchtkussen-voartuigen genomen in militaire toepassingen. Daarbij worden de betrouwbaarheid en de kwetsbaarheid onder extreme omstan-digheden onderzocht. Üpvallend bij een der proeven was de grote ongevoeligheid voor onderwaterexplosies in vergelijking met deplecementsc'nepen; het luchtkussen blijkt de
onderwater-schokgolf niet over te brengen op het vaurtuig. ware bescha-diging trad eerst op toen een lading recht onder het lucht-kusenvaartuig tot explosie werd gebracht. Tevens werd gecon-stateerd dat bij weersomstandigheden, waarbij helicopters aan de grond moesten blïjven, de 1uchtkussenvsrtuigen
operatio-neel bleven.
Binnenkort zuilen in ingeland twee squadrons uitgerust zijn met iucitkussenvaartuigen. De Ud flavy heeft een squadron luchtkussenvaartui.gen op proef in ¿uid-Vitnam.
3. Aanschaffings- en exTloitatiekoten.
. 1. Aanhaffingakostcn.
De nnschaffingskosten van luchtkussenvaartuigen zullen vergeleken worden met die van helicopters, vliegtuigen en convntionele schepen op basis van transportvermogen (earning capacity) uitgedrukt in nuttig laadvermogen (in tonnen van
1000 kg) x sneiheid (in knoop). Omdat bij luchtkussenvaartui-gen, heliconters en vliegtuigen het nuttig laadvermogen bein-vloed wordt door de mee te nemen brnndstof en dus door de af
te leggen afstand, moeten voor een onderlinge vergelijking van het transportvermogen elijke vervoerafstanden aangehou-den woraangehou-den. In verband met de grootte van ce huidige lucht-kussenvaartuigen en helicopters wordt die afstand gesteld op
100 zeemijien.
De aanschaffingskosten van helicopters liggen dan onge-veer op f 8000,---/ton kn, voor enkele bekende
luchtkussen-n utt g e
tad ng
[ton]
vaartuigen tussen f 4000,-- en f 5000,-- per ton kn, voor middeigrote vliegtuigen tussen f 2500,-- en f 500,-- per ton kn en voor een coaster op f 12C,-- /' ton kn.
Hierbij rnoet opgemerkt worden, dat de cijfers voor vlieg-tuigen betrokken zijn op de kruissnelheid; de effectieve ver-voerssnelheid zal echter lager liggen door start- en landings-manoeuvres. De prijzen van luchtkussenvaartuigen en conventio-nele schepen gelden voor produktie van hooguit een zeer kleine serie, terijl die voor vliegtuigen en helicopters betrekking hebben op produktie van een groat dental.
De invloed, die de vervoersafstand heft op de lading, die mee-genornen kan worden, wordt voor een helicopter en een luchtkus-senv.artuig getoond in fig. 5. Uit deze figuur woidt ook dui-delijk, dat met gelijke motorvermogens het luchtkussenvaartuig meer lading dan een helicopter kan vervoeren over eenzelfde
a fs tand.
500
1000
1500
vervoersafstand [zeemijt]
Fie. 5
N STR UC TIES 8.WERKTUIGKUNDIGE CONSTRUCTIES
3.2. Exploitatiekosten.
Onder exploitatiekosten worden hier verstaan arbeidskosten ten behoeve van het onderhoud, kosten van te vervangen ander-delen en brandstof- en oliekosten. Ervaringscijfers voor lucht-kussenvartuigen zijn nog schaars, ze hebben alleen betrekking op exploitatie van de SRN 5 en SRN 6. Voor vliegtuigen kan over een uitgebreidere docurnenttie beschikt worden. Over exploita-tiekosten van helicopters is weinig gepubliceerd, doch door exploitanten van dit vervoermiddel is inmiddels ruime ervaring
op ge da an.
De hier volgende cijfers voor de exploitatiekosten zijn ge-deeltelijk gebaseerd op rechtstreeks ingewonnen inlichtingen en gedeeltelijk op informatie uit de literatuur.
Voor een vervoersafstand van 100 zeernijien bedragen de ex-ploitatiekosten van een luchtkussenvartuig met een motor van
900 pk (SRN 5 en SRN 6) f 6,-- per ton lading, van een vlieg-tuig met 1000 pk motor f 55,-- per ton lading en van cen heli-copter met 1000 pk motor (Agusta Bell 204) f 135,-- per ton
lading.
De aandacht wordt erop gevestigd, dat de hier enoemde kos-ten voar het vlic»jtuig geflatteerd
Zijfl
doordat landings- envliegveldkosten niet inbegrepen zijn. Deze zijn gemiddeld f 25,-- per ton lading per vlucht.
De genoemde exploitatiekosten van de helicopter gelden voor
civiel gebruik. Bij militaire helicopters liggen deze kosten in de regel aanmerkelijk hoger (1,5 tot 2x zo hoog), voorname-luk ten gevolge van een zeer veel zwaa.rdere belastung van
mo-toren, transmissies en romo-toren, doch cok door een uitgebreider instrumentarium aen boord.
De kosten vari de 1uchtkuEsenvaartuïgen hebben betrekking op de allereerste produktie typen. peurwerk, verbeteririg der
produktietechnieken en materialen en oak vergroting van de series zuflen nog tot grote verbeteringen kunnen leiden, re-sulterend. in een verlaging van de vrachtkostprijs. io kunnen volgens voorzichtige schattingen de in de hierna volgende tabel vermelde vrachtkostprijzen verwacht worden tegen 1980 voor
transatlantisch vervoer (gebaseerd op het huidige prijspeil). Ook voor de converitionele schepen en voor de vliegtuigen is hier rekening gehouden met een voortschrijdende verbetering der techniek. De vrachtkostprijs is berekend uit de directe en indirecte kosten, een bepaalde beiadingsgraad en
levens-duur aannemend. Voor helicopters is de beschoude vervoers-afstand van
3500
n.m. te groot.Deift, 23 aprii 1968.
Ir. P. van Staveren. ontainer schip Transatlantisch luchtkussenvaar-tuig. Vliegtuig.
Lading over 3500
zee-miji (ton).
