Maritiem-wetenschappelijk onderzoek in ontwikkeling

PUBL NO. ..co8

fl

OF

ÀRCHEF

Lab. y. Scheepsbouwkunde

Technische Hogeschoo

Deift

uit 44e jaargang, nr. 1, 1976, Cat. nr. 390

J. D. van Manen

Nederlands Scheepsbøuwkundíg Proe!station Wageningen

Ma ritiem

onderzöek

MrìtieiIÍ

onderzoek

J. D. van Manen

Nederlands Scheepsbouwkundig Proefsla1ion Wageningen

Het technisch wetenschappelijk onderzoek van het

maritiem gebeuren heeft, door de uitdaging die de zee aan

de huidige maatschappij stelt, een aanzienlijke verbreding

ondergaan. Het onderzoek dat thans gebeurt in het

laboratorium, waaij het systeem mens-schip onder

varìêrende vaaroirtandigheden wordt onderzocht, is van

:buiteflgewoofl belang voor de veiligheid van het verkeer op

zee en in havengebieden.

Daar is in de laatste tijd een belangrijk

scheepsbouw-kundig aspect bijgekömen: dat van de ocean engineering',

een gigántische pion ierstaak, urgent geworden door het nog steeds stijgende energiegebruik.

Eon model van oen half ondergedompeld eiland ten behoove van hot loggen van píjpon op de zeebodem. Gemeten worden de bewegingen van hot eiland, de krachten tusson de pijp, de pijpgeleidingsconstructie ('slinger) en hei eiIand en tenslotte de spanningen ri de píjpen andere constructie-onderdelen.

De ongunstige economische ornstandigheden voor de conventionele scheepsbouw, die ont-staan zijn na de oliecrisis, geven een eenzijdige

indruk van de vele aspecten van zeetransport

en de zich nu reeds duidelijk aftekenende an-dere activiteiten op zee.

Na de ontwikkelingen op het gebied van

olie- en gasboringen op de Noordzee is de

po-sitie van ons land, dat door zijn geografische

ligging al een wereldknooppunt in het zeetrans-port was, verder versterkt. De industrie, die in toenemende mate initiatieven neemt tot de

bouw van geavanceerde maritieme construc-ties, is duidelijk research-minded geworden en verlangt voor haar ontwikkeling een ondersteu-ning door toegepast en fundamenteel maritiem onderzoek.

Als eerste bijdrage tot cen beschrijving van het maritiem onderzoek in ons land is een over-zicht gekozen van het wetenschappelijk onder-zoek van het Nederlands Scheepsbouwkundig Proefstation te Wageningen*.

In 1932 startte het Nederlands Scheepsbouw-kundig Proefstation te Wageningen haar werk-zaamheden als onafhankelijke stichting met een bassin van 150 m x 10,5 m x 5,5 m, waarin

pa-raffine scheepsmodellen van ca. 6 m lengte

werden onderzocht. Reeds in die tijd werd

on-der leiding van Prof. L. Troost de sfeer

be-paald, waardoor het Nederlands Scheepsbouw-kundig Proefstation kon uitgroeien tot een in-ternationaal vermaard instituut van specialisti-sche dienstverlening aan de maritieme industrie.

In die beginj aren werd de industrie door het N.S.P. benaderd met de mededeling: "Zend ons de tekening van de scheepsromp en binnen drie weken zullen wij U zeggen welk machinever-mogen nodig is voor de gecontracteerde

dienst-snelheid van het schip". Deze benadering

ge-tuigde van een mentale instelling tot dienstver-lening en van een zelfvertrouwen in de beheer-sing van de fundamentele kennis van de gelijk-vormigheidsmechanica, die uitspraken over het gebeuren op ware grootte met behulp van on-derzoek met schaalmodellen mogelijk maakt.

Een ander facet van de onderzoekingen in de

periode tot 1950 was, dat vrijwel uitsluitend alternatieven werden bedacht orn het rende-ment te verhogen, d.w.z. een bepaalde hoe-veelheid lading bij een gegeven sneiheid met

In effige vervolgartikelen in dit tijdschrift zal op

bepaalde aspecten van hei maritiem onderzoek na-der worden ingegaan.

4

een minirnaal machinevermogen, resp. brand-stofverbruik, te transporteren. Bij grote schepen

uit die tijd werd een verbetering van het

hy-drodynamisch rendement met enige procenten altijd wel de moeite waard geacht. Bij de hui-dige kwaliteit van de operationele analyse van een zeetransport zou dat opnieuw ter discussie gesteld kunnen worden door meer volledige be-schouwingen over bet financieel rendement.

Soms konden bu betrekkelijk kleine en snelle schepen spectaculaire verbeteringen worden

be-reikt, doordat door de bereikte

brandstofbe-sparing de motorafmeting of de bunkerinhoud

bu gelijke actieradius verkleind kon worden,

wat dan weer bij dit type schepen tot gevolg

had dat de scheepsafmetingen voor gelijke hoe-veelheid lading konden worden verkleind met dientengevolge een nieuwe brandstofbesparing. Zo kon een rendementsverbetering door de

kwa-liteit van bet hydrodynamische ontwerp

uit-groeien van enkele procenten tot wel een

vijf-voud voor bet totale definitieve ontwerp. Het

was in deze onderzoekingssfeer dat in het con-tact tussen industriële opdrachtgever en

labo-ratorium nieuwe ideeën ontstonden voor

ver-dere vormen van wetenschappelijke industriële dienstverlening.

Het Nederlands Scheepsbouwkundig Proef-station groeide in de loop der jaren uit tot een instituut met ongeveer 450 man personeel,

waar-van ca. 90 academici en hogere technici, ver-deeld over 10 verschillende laboratoria, elk

ontworpen voor een bijzondere vorm van

mari-tiem onderzoek (zie het overzicht op pag. 8). In de vlucht die bet gebeuren op zee nam,

werd de belangstelling naar rendement echter verdrongen door onderwerpen als:

- Cavitatieverschijnselen bu de zeer hoge ver-mogens op de scheepsvoortstuwers;

- Het verminderen van trillingsgevaar

opge-wekt door de voortstuwer;

- Het gedrag van bet systeem 'mens en schip'

in druk vaarwater, zoals in het Kanaal, res-pectievelijk in Europoort;

- De bulbstevens;

- Plaatselijke belastingen op de romp van het

voorschip in zeegang;

- De spanningen in afmeersystemen van grote schepen op open zee;

- De veiligheid van

onderwater-olie-opslag-plaatsen;

- De uitvoerbaarheid van ongebruikelijke zee-transporten van constructies voor 'off-shore' activiteiten en 'ocean engineering'.

Hierboven: Eon scheepsmodel met roer en werkende schroef in eon sleeptank met gereduceerde luchtdruk

(een zgn. vaCuümtarìk). Duidelijk zijn de van de

achroefbladtoppen afgaande, spiraalvorrnige,

cavite-rende wervels zichtbaar.

Natuur en Techniek, 44, 1 (1976) - Cat, nr. 390

De scheepsvoortstuwing

Bij de scheepsvoortstuwing is mogelijk één

van de meest interessante vragen: 'Hoe lang

houdt de enkelschroef-configuratie haar over-heersende positie staande?'

Uit een oogpunt van rendement en economie is de enkelschroefopstelling duidelijk te verkie-zen; uit een oogpunt van bedrijfszekerheid en het verkleinen van trillingsgevaar is een

meer-schroefoplossing aan te bevelen. In dit

span-ningsveld van verschillende factoren speelt het opvoeren van het machinevermogen per schroefas zich af. Voor enkelschroef tankers is

het vermogen per as opgevoerd tot 40 000 à

50 000 pk bu ca. 80 omw./min.

Schroefdiame-ters van 10 à 12 meter komen dan voor met

Hierboven: Een foto van een hologramreconstructie,

waarbij de stroming langs een lichaam zichtbaar is

gernaakt door het injecteren van een 2°/o

zoutoplos-sing. De stroming is van links naar rechts. De

snel-heid bedrsagt 6 rn/sec. Men ziet een gelaagde

stro-ming die op een gegeven ogenblik loslaat van het lichaam en dan overgaat in een onregelmatig

wer-velende strorning (turbutentie).

Hieronder: Ret gereedrnsken van de meetopstelling van een pijpgeleidingsconstructie ('stinger) aan een

pijpenlegger van het gebruikelijke scheepstype. De bewegingen van het schip worden rnet behuip van

een meetapparaat (pantogrssf), dat in het zwaartepunt van het schip wordt bevestigd, gemeten. Voor de nie-tingen van krachten en spanningen wordt gebruik ge-maakt van rekstrookjes.

gietgewichten van 60 tot 80 ton, de schroefas-diameters passeren de één meter en 'flathoge' 12 cylinder dieselmotoren verzorgen bet voort-stuwingsvermogen.

Voor snelle containerschepen zijn projecten ontwikkeld waarbij op meerdere schroeven (2 of 3) 60 000 pk per schroef wordt geïnstalleerd voor scheepssnelheden ver boyen de 30 knoop (1 knoop 1,852 km/uur). Een gevreesd

ver-schijnsel bij deze snelheden bu de

scheeps-schroeven is cavitatie (cavitas = bolle ruimte).

Voor een verkiaring van bet verschijnsel ca-vitatie kan men de scbeepsschroef bet beste

opvatten als een zuig-perspomp, die stuwkracbt

aan de scheepsromp levert. De scbroef zuigt aan zijn voorkant zó bard dat plaatselijk de dampdruk van bet water (0,02 atm.) bu de

heersende temperatuur (ca. 15 °C) wordt

be-reikt. In dat geval treedt dampvorming op

('koud koken'). Deze dampvorming in het wa-ter noemen we cavitatie.

De cavitatie wordt, al naar gelang de

ver-schijningsvorm, onderverdeeld in verschillende typen: bellen, vlies of wolken, waarbij bet ene type stabieler in haar verschijningsvorm is dan bet andere. Deze stabiliteit is afhankelijk van meerdere factoren, zoals oppervlakte-spannin-gen, gasdiffusiesnelheden en drukgradienten.

De instabiele vormen van cavitatie kunnen door mechanische vermoeiing erosie van bet

schroefblad veroorzaken. Tevens veroorzaken periodiek aangroeiende en verdwijnende

cavi-teiten drukstoten in het water, waardoor een

versterkt wisselend drukveld op het achterschip wordt veroorzaakt, hetgeen aanleiding tot

tril-lingen kan geven. De bestrijding van bet

op-treden van cavitatie op scheepsschroeven ver-eist dan ook zeer diepgaand fundamenteel stro-mi ngsonderzoek.

Een interessante bijkomstigheid van dit fun-damentele cavitatie-onderzoek is,

dat de

re-sultaten ook van waarde kunnen zijn bij het

onderzoek van hartruis, ontstaan door het vor-men van gasbelletjes in bet bloed door de hart-klepbeweging.

Een ander interçssant facet van deze

scheeps-voortstuwing is, dat de schroef - op een

en-kele uitzondering na, zoals bijvoorbeeld bij

veer-ponten - achter het schip is geplaatst.

Hier-door kan Hier-door een gunstige wisselwerking tus-sen scheepsromp en voortstuwer ca. 15% van de energie uit de grenslaag van het schip terug-gewonnen worden. Tevens wordt bet door de

schroef versnelde water niet op de boeg van

Deze gunstige opstelling uit

rendementsover-wegingen heeft echter haar schaduwzijde: de schroef is nu geplaatst in het ongelijkmatige

snelheidsveld dat achter het schip heerst. On-vermijdelijk treden hierbij bepaalde perioden

per omwenteling van de schroef op, waarbij cavitatie optreedt en de schroef zal daarom aan de as een wisselend krachtenspel leyeren dat, afhankelijk van de stijfheid van de

con-structie van het achterschip, aanleiding tot tril-lingen en zeifs tot breuk kan geven. Indien dit bu reeds gebouwde schepen optreedt, zijn kost-bare wijzigingen nodig aan de voortstuwer of aan de constructie.

Het scheepsmodelonderzoek dient deze

ge-varen in de ontwerpfase van het schip te

sig-naleren en optimale ontwerpconfiguraties te se-lecteren ter vermijding van trillingen.

vol wil zeggon: eon hoge verhoudirig van de

in-houd van hot onderwatergedeelte van bet schip tot de inhoud van een doos, waar hot onderwaterge-deelte van het schip wet betroft lengte, breedte en diepgang precies npast.

Hieronder: Een ciliridersteven van eon zeer volle

tanker.

Scheepsvormen

De meest spectaculaire verandering in de

scheepsvorm is de buibsteven, zoals die bij de huidige bulkcarriers en containerschepen alge-meen gangbaar is geworden. Deze buibstevens en hun gunstige werking onder bepaalde

con-dities waren reeds in bet begin van de 20e

eeuw bekend. Toepassing van buibstevens was

echter pas zinvol toen de relatief langzame

bulkcarriers zó vo1* van scheepsvorm werden en de containerschepen zó sneF**, dat de con-dities optraden, waarbij de buibsteven gunstig ging werken.

Voor een goed begrip van de werking van

de buibsteven is bet nuttig eerst eens het golf-patroon, opgewekt door een normale

scheeps-Hot begrip 'snol' is eon relatief begrip dat

betrok-ken moot worden op de scheopslengte. Eon klein

schip wordt bij lo à 12 knoop al snel genoomd,

terwijl bij groto schopon pas bij snelheden boyen de 20 knoop over 'snel' wordt gosprokon. Hierondor: De zeer duidelijk uitkomende bulbstevon van eon snel containorschip.

romp, te bezien. Hierbij herkent men een

boeg-gol/systeem en een achtersteven- of

hekgol/-systeern (zie figuur hieronder). Het boeggoif-systeem kan het hekgolfboeggoif-systeem versterken of

afvlakken, al naar gelang een goiftop van het

boeggolfsysteem samenvalt met een golftop of een golfdal van het hekgolfsysteem. Deze inter-actie-verschijnselen zijn tevens de verklaring voor de werking van de bulbsteven. Door de bulbsteven als een afzonderlijk lichaarn met zijn eigen golfsysteern op te vatten, kan een

interactie tussen het bulbgolfsysteem en het

boeggolfsysteem van de scheepsromp verklaard worden.

Voor de goede werking van de bulb spelen

scheepssnelheid en onderdompeling van de bulb

een grote rol. Bu een grote onderdompeling van de bulb zal het bulbgolfsysteem een te ge-ring eigen golfsysteem opwekken orn tot een gunstige interactie te kunnen leiden. Dit is dan ook de verklaring dat bij grote tankers

(bulk-carriers) het voordeel van de bulb alleen in ballastvaart wordt behaald. 0m ook in de

be-laden vaart voordelen bij zeer 'volle'

scheeps-vormen te behalen is de cylindrische steven

ontwikkeld. Boeg Boeggolfsysteern Golimakende langte Hek Hokgolfsysteern

Hierboven: Het golfpatroon, opgewekt door een nor-male scheepsromp.

Bij de foto: Een model van een vrachtschip in golven.

Naast bewegingen van het schip en hot

snelheids-verlies in de golven worden drukken op de

scheeps-huid, buigende momenten in de romp en het

water-overnemen gemeten. Indien nodig wordt de

scheeps-vorm boyen water gewijzígd orn waterovername te

voorkomen of te verminderen.

Ship handling

Jarenlang is voor scheepsontwerpers het

cri-terium voor manoeuvreren geweest: 'Is het schip koersstabiel?' Momenteel zijn de aspee-ten die beschouwd worden bu het beoordelen of een schip onder moeilijke omstandigheden goed manoeuvreerbaar is veel breder.

De opkomst van de ergonomie stimuleerde

een benadering van de manoeuvreerproblemen, waarbij 'mens en schip' als één systeern werden beschouwd. De ongewoon lange reactietijden van grote schepen, waarmee de man op de brug

na roer geven geconfronteerd werd, vroegen

uit een oogpunt van verkeersveiligheid om la-boratoriumonderzoek, d.w.z. orn een simulatie van bet gebeuren op ware-tijdbasis.

In ons land is op dit gebied baanbrekend

werk verricht. Een projectiemethode, ontwik-keld door het Instituut voor Zintuigfysiologie

T.N.O. te Soesterberg, en een prototype van

een manoeuvreersimulator, ontwikkeld door het

Instituut T.N.O. voor Werktuigkundige

Con-structies te Delft, hebben geleid tot de succes-volle bouw van de manoeuvreersimulator van het Nederlands Scheepsbouwkundig

Proefsta-tion te Wageningen op een schaal, die de

ge-eiste nauwkeurigheid van simuleren van de

wer-kelijkheid voor het bestuderen door de mens

tijdens scheepsrnanoeuvres mogelijk maakte. Zo een simulator bestaat in hoofdzaak uit de volgende delen:

- een vaste navigatiebrug, opgebouwd Oit een

acclimatisatiekamer en een stuurhuis met

brugvleugels, voorzien van alle navigatie-middelen;

- een projectiesysteem met bijbehorend scherm; - een computer en een controlekamer.

Het systeem mens-schip kan daardoor in het

laboratorium onder variërende vaaromstandig-beden, zoals verschillende afmetingen van de waterwegen en haveningangen, nieuwe naviga-tiemiddelen, automatische en half-automatische besturing onderzocht worden. Dit soort onder-zoekingen is van buitengewoon belang voor de ontwikkeling van internationale richtlijnen of regels, verkeerscontrole en havenontwikkeling. Na 5 jaar onderzoek beschikt men te Wage-ningen over een 'software'-pakket voor de

com-puter dat gecompliceerde combinaties van de

componenten 'mens', 'machine' en 'omgeving' mogelijk maakt: buy. tegemoetkomend en op-lopend scheepsverkeer, onconventionele trans-porten als booreilanden en

onderwater-olie-opslagplaatsen met meerdere sleepboten,

Hierboven: Een model van een mammoettanker in de sleeptank met een gereduceerde luchtdruk

(vacuum-tank)

Links hiernaast: Een opstelling voor het meten van

fysiologische eigenschappen van een mens tijdens het besturen van een schip. Efe resultaten van deze

me-ting zijn mede bepalend voor het opstellen van

cri-teria betreffende veitige scheepvaart.

Natuur en Techniek, 44, 1 (1976)

ling van benodigde vaarwaterbreedten voor

voorgeschreven manoeuvres, beoordeling van de doeltreffendheid van nieuwe navigatiemid-delen, de invloed van een kleine neventaak op het gedrag van de mens bu het uitvoeren van zijn hoofdtaak, de variatie van de koersstabili-teit van zeer stabiel tot zeer instabiel.

Na 5 jaar onderzoek blijkt de simulatie van

nog meer complexe vaaromstandigheden te

worden verlangd. Dit is mogelijk gemaakt door verdere uitbouw van het software-pakket, meer

geavanceerde projectiemethoden met behuip

van televisie of computer-gegenereerde buiten-beelden en koppeling van enige bemande stuur-huizen waardoor elkaar naderende schepen rea-listisch worden gesimuleerd. Deze

wetenschap-pelijke benadering van 'ship handling' is een

belangrijke peiler geworden voor de veiligheid van het verkeer op zee en in havengebieden.

Gedrag van schepen in zeegang

Bij het onderzoek van scheepsmodellen in

zeegang is een beschrijving van de zee noodza-kelijk. In de praktijk geeft men de ruwheid van de zee meestal aan met een getal uit de schaal van Beaufort (zie Tabel 1).

Een meer exacte beschrijving van het

zee-opperviak is de energieverdeling over het fre-quentie- resp. golflengte-gebied (golfspectrum).

Bu het Iaboratoriumonderzoek wordt de

simu-latie van bet zee-opperviak geschematiseerd door onderzoek in:

- regelmatige golven uit één richting;

- onregelmatige golven uit één richting,

vol-gens een spectrale dichtheidsverdeling

gel-dend voor bepaalde zeegebieden;

- meer-componenten zeeën met golven uit meerdere richtingen.

Het onderzoek concentreert zich op de bewegingen en de belastingen die de

scheeps-romp, varend in golven, ondervindt. De

hy-drodynamische belastingen vormen de

invoer-gegevens voor een sterkteberekening en een trillingsanalyse van de scheepsromp en haar

constructie-onderdelen. Scheepsbewegingen als slingeren, stampen, gieren, dompen, schrikken en verzetten worden geanalyseerd in

amplitu-den, sneiheamplitu-den, versnellingen en frequenties.

Overdrachtsfuncties die het verband tussen in-komende zee en resulterende beweging van het schip beschrijven, kunnen uit

modeiproefresul-taten in één bepaalde zee worden opgesteld.

Met behulp van deze overdrachtsfuncties kan dan het gedrag in andere zeetoestanden op de computer worden berekend.

Het moment, waarop een schip water over gaat nemen (deck wetness) is een belangrijk aspect van bet zeegangsonderzoek. Een

opti-male vorm van bet bovenwaterschip ter plaatse

van bet bakdek, orn dit verschijnsel tegen te

gaan, kan hierdoor bepaald worden.

De toename van de scheepsweerstand in zee-gang is een ander belangrijk gegeven voor de rederij, de kapitein en de meteoroloog, die zich bezighouden met 'optimaal routeren'. De ken-nis van de zee op bepaalde trajecten, de voor-spellingsmogelijkheid van naderende zee-om-standigheden op die trajecten en het gedrag van bet schip in zeegang zijn operatiorìeel belang-rijke gegevens voor het bepalen van de optimale

koers uit een oogpunt van tijd, nodig orn de

bestemming te bereiken, en de kans op averij. 14

Overschrijdlngskans

0.5 °/a 0,1 0/o TABEL 1. Een represeotatieve golveninformatie

voor de Noordzee Beaufort Golfhoogte 22 0/ 8 0/0 2 0/o 1 0/0 6

3m

4m

5m

6m

7m

Bij de fotos: linksboven. Eva model van een afgezon-ken betonnen eiland voor het verrichten van exploi-tatie boringen en opslag van de olie. Bij dezo

proef-opstelling worden de krachten op het afgezonken eiland ten gevolge van golven en stroom bepaald.

Linksonder: Onderwateropstelling van een boei, waar-aan een schip wordt afgemeerd orn olie te laden en te loasen. Naast de ankerkettingen, waarin krachten

worden gerneten, ¡s 00k duidelijk de

onderwaterlei-ding zichtbaar waardoor do olie wordt gepornpt. Hieronder: Eon model van ven halt-ondergedompeld eiland voor het verrichten van exploratieboringen. De boortoren is nagebootst orn het gedrag van het eiland in ven combinatie van golven en wind te kunnen

be-palen. Naast de bewegingen van het eiland en de

versnellingen boyen in de boortoren worden ook de krachten in de ankerkettingen gerneten.

Ocean engineering

'Ocean engineering' is de maritieme techno-logie waar de 'natte' geoloog en de ingenieurs

op het gebied van 'natte' mijnbouw, 'natte'

werktuigbouw, 'natte' betonbouw, metaalkunde en scheepsbouwkunde elkaar treffen.

Zo lang deze multidisciplinaire activiteit be-perkt was tot olie- en gasboringen langs kusten

in ondiep water sprak men van 'off-shore',

maar nu de exploitatie van de zeebodem tot

200 meter waterdiepte reëel is geworden en tot

grotere waterdiepten (1000 à 2000 m) in

ont-wikkeling is, wordt het geheel van die activi-teiten 'ocean engineering' genoemd.

Het belang van 'ocean engineering' voor onze samenleving wordt heel duidelijk, wanneer men

TABEL2. DavidFreemans EnergyPolicyProject

zich realiseert, dat bij elke loo meter grotere

waterdiepte, waarbij door technologische

ont-wikkeling de zeebodem expioreerbaar wordt

gemaakt, grote delen aardoppervlak (zeebodem)

toegankelijk worden voor het opsporen van

nieuwe energievoorraden en mineralen. Tevens

ugt de bouw van kerncentrales en andere

mi-lieu-onvriendelijke installaties op zee, ver van dichtbevolkte gebieden, binnen de technische mogelijkheden.

Een dergelijke hoeveelheid energie op zee zou hydrolyse van zeewater een stap dichter

bij een realisatie kunnen brengen en leiden tot een transporteerbare, schone brandstof: vloei-bare waterstof.

Hoe urgent deze gigantische pionierstaak op

zee is, wordt geïllustreerd door het 'Energy Policy Project' van David Freeman over de

beheersing van de groei van de jaarlijkse ener-giebehoefte (gefinancierd door de Ford

Foun-dation) en waarover is gepubliceerd in mei

1974 in het blad Nature. De belangrijkste

con-clusie van het 'Energy Policy Project' van

Freeman luidt: Met technische hulpmiddelen is de stijging van het energieverbruik vóór 1985

met de helft te verminderen. Door deze

be-sparing op energie zouden we een belangrijke adempauze creëren: tijd orn zorgvuldig

alter-natieven te ontwikkelen voor nieuwe, veilige

energiebronnen.

David Freeman onderkent drie scenario's voor bet toekomstige energieverbruik (zie

Ta-beI 2):

le scenario: De groei van de jaarlijkse

ener-gieconsumptie bedraagt 3,4%. Bij een

voort-16

gaan van dit groeipercentage is een 'agressieve' ontwikkeling van alle mogelijke bronnen (olie, gas, koJen, bitumineuze leisteen en

kernsplij-ting) vereist, met als consequentie, stijgende

energieprijzen.

2e scenario: Een bestrijding van de

energie-verspilling kan de stijging van de jaarlijkse consumptie doen dalen van 3,4 tot 1,7%. De

overheid zou belasting- en andere economische maatregelen moeten gebruiken orn energiebe-sparingstechnieken te stimuleren.

Voorbeeld: In Engeland zou door betere iso-latie van de huizen de helft van het

energiever-bruik door verwarming kunnen worden

be-spaard; dit

is 10% besparing op het totale

energieverbruik. Kosten isolatieprogramma: 31,5

miljard gulden. Kosten centrales voor 10%

energieverbruik: 63 miljard gulden.

3e scenario: Via scenario 2 in 10 à 20 jaar

overgaan op een nulgroei van het

energiever-bruik. Dit is te bereiken door

lange-termijn-planning en een groeiend sociaal gevoel dat

we 'meer is beter' moeten vervangen door

'ge-noeg is best'. Kernenergie zal oak dan nood-zakelijk blijven, doch een beknotting van de groei van de kerncentrales zou tegen die tijd

serieus genomen kunnen worden.

Waar wij in werkelijkheid belanden is moei-lijk te voorspellen.

Ter illustratie van hetgeen gaande is op de Noordzee volgen enige belangrijke gegevens

in Tabel 3 en 4.

Net Nederlands Scheepsbouwkundig

Proef-Groei van energie- Groei van energie- Groei van energie-verbruik constant verbruik halveren verbruik in een periode houden (34°/o) (1 7°/o) van15Jaar tot nul laten

afnemen.

Agressieve ontwikke- Stimulering van Lange-te rm j n plan n in g

ing van alle mogelijke energie-besparings- en ceo groeiond

bron nen technieken sociaal gevoel

Scenario I Scenario Il Scenario III

l'ABEL 3. Een overzicht van de irtvesteringen in het Noordzee-gebied

station concentreert een belangrijk deel van

haar activiteiten op

het onderzoek van de

scheepsbouwkundige aspecten van 'ocean en-gineering'. Bij dit onderzoek zijn overheersen-de elementen: overheersen-de uitvoerbaarheid, overheersen-de veiligheid en het aantal werkbare dagen.

Of we nu te doen hebben met: drijvende boor-eilanden, vaste stalen boorboor-eilanden, betonnen constructies (gravity structures), bevoorradings-schepen, pijpenleggers, drijvende bakken (ver-ankerd), olielaad- en losinstallaties buitengaats (off-shore terminals), ladingbehandeling op

open zee, exploitatie op grotere waterdiepten, 'siecht weer'-consequenties - ijsgevaar, steeds

komen de volgende scheepsbouwkundige aspec-ten hierbij voor:

- stabiliteitsbeschouwingen onder alle voorko-mende omstandigheden;

- bepaling van de bewegingen tijdens verschil-lende operaties als: het boren, het versiepen,

het tewaterlaten, overslag op open zee en

het afzinken;

- bepaling van uitwendige krachten;

- sterkteberekeningen van niet-conventionele constructies;

- studies onder extreme zeecondities (survival). Rondom het ontwerp van deze niet-conven-tionele constructies voor 'ocean engineering'

vindt een multidisciplinair team van jonge aca-demici en specialisten elkaar in een

'feasibility'-studie. Het verloop van een dergelijke studie

zou als volgt geschetst kunnen worden: fase 1: doelstelling en beschrijving van het

pro-bleem;

Natuur en Techniek, 44, 1 (1976)

TABEL 4. De verdeling van de belangrijkste alle-en gasvoorradalle-en (nlei 1974) Arabische landen Oostblok Iran Noord-Amerika Zu id-Ame rika

Noordzee (raming mel 1974) Wereldvoorraad totaal**)

i ton olio ' 6 barrels 1200 ro' sas

) Verwacht Europees jaarliiks energioverbruik

1,5 miljard ton in 1985. 50,0 miljard ton*) 11,0 miljard ton 8,8 miljard ton 4,9 miljard ton 4,6 miljard ton 4,7 miljard ton 95,0 miljard ton

fase 2: brainstorming met deskundigen; ont-werpstudies;

fase 3: door berekeningen aantal varianten ver-kleinen;

fase 4: eerste experimentele fase met het op

papier winnende ontwerp; fase 5: eventuele wijzigingen;

fase 6: ontwerp prototype met economische be-schouwingen;

fase 7: tweede experimentele fase (krachten

-bewegingen - stabiliteit);

fase 8: optimaliseringspogingen ten aanzien van componenten zoals constructie.

Dit stramien is een sterk pleidooi voor het

vooruitdenken en 'plannen'. Vooruitdenken en 'platinen', zo essentieel bu het aanvaarden van

de uitdaging die de zee aan onze huidige

sa-menleving stelt!

Literatuur:

Manen, J. D. van, 1972. The N.S.M.B. - 40 years of

scientific industrial service in marine technology. International Jubilee Meeting on the Occasion of

the 40th Anniversary of the Netherlands Ship Model Basin August 30 - September 1, 1972, pag. 9.

Oosterveld, M. W. C., Oossanen, P. van, 1972.Recent developments in marine propeller hydrodynamics, dito, pag. 51.

Hooft, J. P., 1972. Ocean Technology, dito, pag. 218.

Sluijs, M. F. van, Tan Seng Oie, 1972. Retrospection

on 15 years N.S.M.B. seakoeping activities, dito,

pag. 186.

Muntjewerf, J. J., 1970. Methodical Series

Experi-ments on Cylindrical Bows, Trans. Inst. of Naval Architects, Vol. 112, no. 2.

Nibbering, J. J. W., 1974. Breuken in schepen. Natuur

en Techniek, 42, 10, Cat. nr. 327.

17

Reeds uitgegeven aart exploratie

on ontwikkeling 6 miljard Verwachte investoring Britse Plat

(1975-1 985) 30 miUard

Bouwkosten booreiland ca. 200 miljoen Operatiekosten booreiland per dag 75.000

Kosten van één boring ca. 5 miljoen Kam op succesvolle boring loo/o

lnvestering voor dagproduktie van 1 ton olie 45.000