SS Rotterdam

[Jaap van Dorp]

Hier zijn een paar foto's van Rotterdam in Newport News in 1981
In mijn herinnering zijn de kim kielen maar een centimeter of 75

[Harry G. Hogeboom]

@ all.

Kimkielen spelen geen enkele rol betreffende de sterkte van een schip en zijn ook niet van toepassing op Classificatie eisen betreffende de romp. Ze zijn in alle gevallen ( bij geclassificeerde schepen dus) op zodanige wijze aan de romp bevestigd dat bij schade de kimkielen er af gaan en de romp/huidplaten niet wordt beschadigd...( d.w.z. in b.v. ijs of wat dan ook!) In geval dat de eigenaar deze schade aan de kimkielen niet wil repareren - om kosten te besparen- dan heeft de Classe daar geen bezwaar tegen. Ook de stabilisatoren of boegschroeven zijn geen Classe onderdeel- m.a.w. de veiligheid van het schip hangt er niet van af!

Kimkielen vallen- qua grootte- typisch binnen de ruimte gevormd door de rechte lijnen van huid en vlak en hebben slechts als funktie om het slingeren van het schip te dempen. Schepen welke speciaal voor de vaart in wateren met ijs worden ontworpen en gebouwd hebben dan ook in vrijwel alle gevallen geen kimkielen omdat ze er " vroeg of laat" toch af worden gescheurd.

Typische " Kimkiel-aan de huidplaten/spanten bevestigingen" - dubbeling op de huid- slechts een gedeeltelijke bevestiging als een percentage van de lengte- einden welke op spanten uitkomen..etc. etc.---staan in ieder goed scheepsbouw boek.
Er zijn meerdere "typische" ontwerpen van kimkielen bekend- qua constructie en qua grootte- allemaal uitegdacht om het slingeren van het schip te dempen. E.e.a. is meen ik ook op de "Oranje" mee gevogeld.

Heb jij nog meer plaatjes van de Rotterdam in Newport News in 1981 Jaap??

[K.Brouwer]

Hallo Jaap,

Voordat ik "stomme" opmerkingen ga plaatsen en dus vele kombuizers tegen de haartjes in ga strijken .

1) Op die onderste foto,zie ik daar de kimkiel bijna onderin? En zie ik het ook goed dat daar een plat
( strip staal) zonder onderbreking tegen de huid is gelast?

2) Wat bedoel je met "zijn die kimkielen maar 75 cm." Bedoel je hiermee dat vanaf de huid gerekend de
kimkiel 75 cm naar buiten steekt?

Begrijp mij goed,dit zijn geen aanmerkingen op jou of je foto's. Heb in m'n leven in het droogdok aardig wat kimkielen gezien ( zelfs afgescheurde!) en als ik zo naar die Rotterdam kijk kan ik er eerlijk gezegd
geen brood,laat staan een kadetje, van bakken . Vandaar mijn vragen .

Groeten,K.Brouwer.

[Jaap van Dorp]

voor meer HAL foto's zie :
http://s127.photobucket.com/albums/p125 ... ilnut/HAL/
en ja die kim kiel was dus heus niet meer dan 75 cm uit van de huid geloof ik.
hier in New port news zijn toen ook de Stabilizator vinnen in een stuk gelast en is de tweede trap van die vinnen verwijdert.
er zat dus een soort airolon aaan die toen vast is gezet vanwegen het hoge onderhoud.

[Theo Horsten (R.I.P.)]

Ik dacht meer ergens anders aan: (Een gok?) Een plaatselijke constructie verstijving, of ze zitten op het diepste en breedste deel van de romp en dienen als schuurhouten om de romp te beschermen.

Dan gok je helemaal verkeerd, Gerard. Zoals Harry al zei, spelen ze geen enkele rol bij de sterkte en worden willens en wetens zo gemaakt dat ze, mocht de kim iets raken, zo afscheuren dat die kim niet wordt beschadigd. De gebruikelijke constructie is zoals Journee, de scheepsbouwer in ons midden, dat aangeeft: bulbijzer - of een halfgekraald ijzer, dat komt ook voor - geklonken en niet gelast, op T-ijzer, een hoekijzer of alleen maar een platstaal. Dat was toen

Uit: "Scheepsbouw" van Kruisinga en Van Weele

Kimkielen worden nu alleen nog maar gelast, maar steeds óp een strip en zodanig dat de kim niet wordt beschadigd als de kimkiel afscheurt.

Uit: "Scheepskennis" Van Dokkum 2003 - ISBN 90 806330 2X

Dat ze bij de Rotterdam zo kort zijn, is nu juist het onderwerp van deze discussie en ik denk dat alleen de oorspronkelijke ontwerpers en - of - de mensen die het model hebben gesleept hier antwoord op zullen kunnen geven. Zeker is dat dit een weloverwogen besluit moet zijn geweest van mensen die daar voor hadden doorgeleerd. Ik zou in mijn onschuld denken dat het de combinatie met stabilisatoren was die de lengte van de vaste kimkielen bepaalde.
Zeker is dat vooral bij passagiersschepen de kimkielen ruime aandacht krijgen. Dat moge blijken uit de bijzondere kimkielen die de ORANJE had. Zie plaatje hieronder. Dat waren allemaal vleugelprofielen die de slingering moesten dempen. Ze werkten goed, maar waren niet sterk genoeg en vervormden door het slingeren. Of ze ooit zijn vervangen, weet ik niet.

Uit: "Scheepsbouw" van Kruisinga en Van Weele

[Journee]

Gerard schreef:

Die 30 cm. bulbijzertjes van een paar meter over die enorme romp hebben geen enkel dempend effect.

Het wordt misschien een wat theoretisch geleuter, maar toch wil ik graag een paar kanttekeningen hierbij plaatsen, want:
1. Die 30 cm kimkielen waren of zijn waarschijnlijk bulbprofielen geklonken op hoekijzer en derhalve 40 cm kimkielen, dus 33 % meer oppervlak. Die paar meter lengte waren toch wel tenminste 45 meters. Inderdaad niet al te veel voor dit schip, maar aan elke scheepszijde toch (zeer krap geschat) minstens 18 m2 buiten het schip stekend oppervlak. Deze kimkiel-oppervlakken werken bij elke snelheid in ongeveer dezelfde mate. Ze werken dus ook bij snelheid nul!
2. Stabilisatie-vinnen werken alleen als het schip met een redelijke voorwaartse snelheid vaart, anders is er geen lift. De vinnen van de ”Rotterdam” maten elk 4,25 x 1,98 m, een oppervlak van slechts bijna 8,5 m2.

Wat zijn dempende krachten of momenten op het schip?
Dat zijn uitwendige krachten of momenten op het schip die afhankelijk zijn van een snelheid (in fase lopen met de snelheid), dus hier in het geval van slingeren van de slingersnelheid. Deze dempen de bewegingen.

De zogenaamde passieve slingerdemping bestaat ruwweg uit 5 bijdragen:
1. De zogenaamde golfdemping, ook potentiaaldemping genoemd. Een slingerend schip zendt golven uit, de energie hierin wordt aan de slingerbeweging van het schip onttrokken.
Een half ondergedompelde cirkelvormige doorsnede zend geen golven uit en genereert derhalve geen demping. De doorsnede van een schip wijkt hier van af en zal dus golven uitzenden, waarbij energie aan de slingerbeweging onttrokken wordt. Veelal is dit niet al te veel, omdat de vorm van een schip door haar breedte-diepgangs verhouding (B/d is ruwweg 2,5) niet erg significant van een halve cirkel afwijkt. Zie figuren “a” en "b" hieronder.
Bij een golfopwekker (lage B/d) of een plank op het water (hoge B/d) ligt dit uiteraard heel anders. Slingeroscillaties leveren daar wel veel golven op. Er is dan wel sprake van veel golfdemping. Zie de figuur “b” hieronder.

2. De waterdeeltjes wrijven door het slingeren langs de scheepshuid. Dit levert de bijdrage van de zogenaamde wrijvingsdemping.
3. Bij lagere voorwaartse snelheid veroorzaakt het slingerende schip wervels in het water, die hun energie aan de slingerbeweging onttrekken. Dit is de zogenaamde wervel-makende demping. Bij groter snelheden gaat dit effect echter verloren.
4. Bij voorwaartse snelheid veroorzaakt het slingerende schip door een asymmetrische aanstroming lift-momenten, die hun energie aan de slingerbeweging onttrekken. Dit is de zogenaamde liftdemping, die bij grotere scheepssnelheden vaak een zeer significante bijdrage kan leveren.
5. Uitsteeksels zoals kimkielen onttrekken ook energie aan de slingerbeweging. Dit is de kimkieldemping. Deze is niet erg van de scheepssnelheid afhankelijk. Overigens geldt hetzelfde ook voor roeren, as-uithouders, e.d.

Om een idee van de orde grootte van de onderlinge verhoudingen van deze 5 bijdragen te geven, staan deze afzonderlijke bijdragen hier voor een 175 meter containerschip geschetst in de volgende figuur. Het Froude-getal hierin (Fn = snelheid gedeeld door de wortel uit de versnelling van de zwaartekracht (g) maal de scheepslengte) is een maat voor de voorwaartse snelheid van het schip. Neem als ruwe indicatie voor de dienstsnelheid van een niet al te traag schip, iets tussen Fn = 0,20 en 0,30.


Ook zijn er nog zogenaamde actieve slingerdempingsmiddelen, zoals:
1. Anti-slinger vinnen, die alleen bij een voorwaartse snelheid van het schip werken, omdat deze vinnen lift moeten kunnen produceren.
2. Anti-slinger tanks, die een ondiep water golf in deze tank leveren, die bij een juiste instelling van de waterdiepte in de tank een slinger-dempend moment genereren. Ze werken bij elke snelheid, ook bij snelheid nul. Dit principe heb ik onder meer ooit eens theoretisch toegepast op een schip voor Greenpeace. De reductie van de slingerbeweging was daarbij toen ongeveer 60 %, zie de figuur hieronder. Deze tank is jammerlijk nooit ingebouwd, omdat het schip om financiële redenen niet kon worden aangeschaft.

3. Electronisch gestuurde oscillerende massa’s, die de slingerbeweging tegen werken. Dit principe wordt soms toegepast op kleinere jachten en werkschepen.

Tot slot.
Varend lossen de vinnen van de “Rotterdam” het slingerprobleem voldoende op. Bij lage snelheid of voor anker liggend werken deze niet. Vandaar de toevoeging van kimkielen.
Het probleem bij beide dempingsmiddelen is dat ze extra scheepsweerstand introduceren. Daarom zijn de kimkielen zo klein mogelijk gehouden. Overigens volgen ze in vlak water zoveel mogelijk de waterdeeltjes (stroomlijnen) daar ter plaatse, om de scheepsweerstand minimaal te beinvloeden.

Mvg, Johan.

Toevoegingen:
Doorsnede s.s. "Rotterdam" t.p.v. kimkiel.
Op een wijze zoals ongeveer te zien op Theo's schetsje hiervoor, waren de kimkielen aan het schip bevestigd.


Een stabilisatievin van de "Rotterdam" (Uit: Bouwnummer 300, Uitgeverij C. de Boer Jr.).

[Theo Horsten (R.I.P.)]

Bedankt voor je mooie bijdrage, Johan. Daar hebben we iets aan. Je zegt:

4. Bij voorwaartse snelheid veroorzaakt het slingerende schip door een asymmetrische aanstroming lift-momenten, die hun energie aan de slingerbeweging onttrekken. Dit is de zogenaamde liftdemping, die bij grotere scheepssnelheden vaak een zeer significante bijdrage kan leveren.

Dat kan ik volledig bevestigen. Dat geldt zelfs bij de lege snelheden die je met een ouderwetse kuster liep, het verschil tussen pakweg 9 mijltjes of dead-slow draaiend 4 mijltjes - want je loopt altijd nog harder dan je zou verwachten - en helemaal geen vaart meer is groot. Als er een beetje zee staat en je slingert matig, dan neemt het slingeren op dezelfde koers zodra je vaart mindert onmiddellijk toe en als je stil komt te liggen, slinger je je zogezegd uit de naad.

Ik vond een mooi en zeer uitgebreid onderzoek over deze materie met daarin voor wat deze liftmomenten betreft dit fraaie grafiekje dat voor zichzelf spreekt. De liftmomenten zijn in ponden en voeten, maar dat maakt natuurlijk niet uit.


Uit: David James Grant - Full Scale Investigation of Bilge Keel Effectiveness at Forward Speed - 2003 - Virginia Polytechnic Institute and State University

Er is heel wat onderzoek naar gedaan, maar desondanks hebben we toch ook heel wat geslingerd.
Of er bepaalde verhoudingen zijn tussen de lengte van de kimkielen t.o.v. de waterlijn, heb ik nergens kunnen vinden.


Foto: Tjeerd Mensinga

De Nederlandse loodsboten die in de vijftiger jaren werden gebouwd, zoals de CASTOR hierboven - Gebr. Pot, Bolnes 1950 - hadden geen kimkielen en de loodsen klaagden altijd dat ze verschrikkelijk slingerden. Nu lagen die meer stil dan dat ze voeren, dus ik neem aan dat dat de reden dan wel zal zijn geweest dat ze geen kimkielen haden meegekregen.

[Gerard]

Johan Journee: 1) Je hebt een prachtig vak. 2) Bedankt voor je commentaar en complete uitleg. Ik wist niet dat die stukjes bulbijzer zo een invloed hadden tegen het slingeren. Zeker bij zo een groot schip als de Rotterdam. Gr. Gerard.

[Journee]

Gerard schreef:

bij wijze van spreken als een tafellaken op een zeilschip om het slingeren te dempen.

Nog een kleine aanvulling.
Dat tafellaken heeft nauwelijks invloed, een zeilschip heeft door haar zeilen al een een zeer grote slingerdemping.
De slingerproblemen bij schepen begonnen pas toen de zeilen er af gingen en de mechanische voortstuwingsinstallaties geinstalleerd werden.

Mvg, Johan.

[Wim Plukker]

Prachtig Johan,

Die passieve slinger dempende bijdragen had ik me nooit van gerealiseerd dat ze bestonden hoe logisch ook.

Er zijn er nog wel een paar die echter aktief (is dit nu wel zo vraag ik me nu af?) zijn en dan met name op Boomkorkotters en Sleephopperzuigers. Op de kotters met de gieken buitenboord en op hoppers met de bokken en zuigbuizen. In het geval van de hoppers is het overboord zetten bij slingeren echter uit den boze ivm mogelijke schade omdat de zuigbuizen gaan meeslingeren. Als echter de pijp eenmaal aan de grond staat zal dit het slingeren flink verminderen en kan er tot hogere golfhoogten worden doorgewerkt.

Kreeg overigens van de week een werkbaarheidsrapport waarin als bron verwezen werd naar jouw studie uit 2001 samen met W.M. Massie "Offshore hydromechanics"

Je werk is dus nog steeds van groot belang!

M.v.g.

Wim

Aangepast Johan; ik had niet goed gekeken naar de literatuurlijst