HISTORIEK  HISTORIQUE  HISTORIC

 

 

H

 

 

 

 

 

   

 

 

Het concept van de Flettner-rotor werd bedacht door de Duitse ingenieur Anton Flettner in 1923. Zijn idee was gebaseerd op de veel vroegere doorbraak van de natuurkundige Heinrich Gustav Magnus (1802-1870) in 1851 in Berlijn. Magnus ontdekte dat een tot dan toe onbekende kracht ontstaat wanneer lucht over een roterend lichaam stroomt, het Magnus-effect. Na kennis te hebben genomen van het onderzoek van professor Ludwig Prandtl (1875-1953), directeur van het Aerodynamisch Onderzoeksinstituut in Göttingen, ontwikkelde Flettner de rotor om die te benutten voor het voortstuwen van schepen.

De nog nieuwe wetenschap van de aerodynamica voorzag Flettner van de nodige technische gegevens en overtuigde hem dat rotoraandrijving uitvoerbaar moest zijn. Ook heeft hij samengewerkt met de Finse uitvinder en architect Sigurd Savonius (1884-1931). Het idee van Flettner om windenergie te gebruiken voor de aandrijving van schepen door middel van roterende cilinders viel samen met de wederopbouw van de Duitse koopvaardijvloot na de Eerste Wereldoorlog. De Duitse reders hadden in die jaren echter geen financiële middelen voor experimenten en daarom werd de marine benaderd voor de verdere studie en ontwikkeling van rotorvoortstuwing voor schepen.


Experimenteel rotorschip

Flettner kocht de motor driemast-topzeilschoener Buckau die hij in 1924 op de Germania-scheepswerf in Kiel met twee verticaal roterende cilinders van 15 meter hoog en 3 meter in diameter liet uitrusten. Bij de ombouw tot experimenteel rotorschip werd Flettner ge-assisteerd door Albert Betz, Jacob Ackeret, Ludwig Prandtl en Albert Einstein. De twee cilinders werden aangedreven door twee elektromotoren met een vermogen van 20 pk (15 kW). De Buckau was daarmee het eerste schip dat met een op het Magnus-effect gebaseerd voortstuwingssysteem werd uitgerust.

De Buckau werd in oktober 1920 opgeleverd door Krupp Germania AG, Kiel, als bouwnummer 377. De tonnages waren: 497 brt, 339 nrt, 625 dwt en de afmetingen: 47,50 (45,00) x 9,00 x 4,10 (3,84) meter. Het schip werd voortgestuwd door een MAN-onderzeeboot-dieselmotor van 160 pk voor een snelheid van 7,5 knopen. De bunkercapaciteit was 12 ton en het zeiloppervlak 883 m2.

Vanaf 7 november 1924 maakte de Buckau proefvaarten op de Oostzee. Het bleek dat het idee werkte en voldoende voortstuwingskracht genereerde om het oude zeiltuig te vervangen. De Flettner- rotor buigt de wind af naar één kant en gebruikt de resulterende krachten om het schip voort te stuwen op een vergelijkbare manier als een zeil. Maar in tegenstelling tot conventionele zeilen kunnen de rotors door één persoon alleen worden bediend. De Buckau bereikte een snelheid van ongeveer 8 knopen vergeleken met zijn eerdere snelheid van 6,5 knopen met zijn vroegere tuigage. Het schip kon beter zeilen dan normale schoeners bij matige tot zware wind. Met de 20 pk die nodig waren om de Flettner-rotors te bedienen, werd berekend dat ongeveer 1000 pk uit de wind werd gewonnen. Op 3 december 1924 maakte de Buckau nabij Kiel op de Oostzee een demonstratievaart waarvoor het Flettner Konzern, Berlijn, Fried. Krupp AG Germaniawerft, Kiel-Gaarden, en de Hanseatische Motorschiffahrt AG, Hamburg, ruim 800 autoriteiten, reders, fabrikanten, ingenieurs en journalisten hadden uitgenodigd. Na afronding van de proefvaarten begon de Buckau in februari 1925 aan de eerste reis over de Noordzee, van Danzig naar Grangemouth. De geruisloos draaiende kolommen bleken zelfs in het stormachtigste weer te voldoen en het Flettner-rotorschip kon overstag gaan (tegen de wind in varen) bij 20-30 graden, terwijl het schip met het reguliere schoenertuigage van die tijd niet dichter dan 45 graden bij de wind overstag kon gaan.

Op 31 maart 1926 zeilde de Buckau, inmiddels overgenomen door Flettner Rotorschiffahrt GmbH, Hamburg, en omgedoopt tot Baden- Baden, via Zuid-Amerika naar New York, waar het schip op 9 mei aankwam. Op de Atlantische oversteek in 1926 gebruikte Flettners schip slechts 12 ton brandstof in plaats van 45 ton van een vergelijkbaar schip zonder rotors, een brandstofbesparing van liefst meer dan zeventig procent. Het nieuwe brandstofbesparende hulpvoortstuwingssysteem bleek aan de verwachtingen te voldoen en daarom werden de plannen voor de bouw van een tweede en groter rotorschip, de Barbara, uitgewerkt in nauwe samenwerking met en met ondersteuning van het Duitse ministerie, Flettner, AG Weser, Bremen, en de rederij Rob M. Sloman Jr., Hamburg.

 

Schip met drie rotors

Oorspronkelijk zouden drie schepen van gelijke grootte worden gebouwd: één met alleen motorvoortstuwing, één met alleen rotorvoortstuwing en een derde met rotors als hulpvoortstuwing. Dat zou ideaal geweest zijn en de best vergelijkbare resultaten hebben opgeleverd, maar het kon om financiële redenen helaas niet worden gerealiseerd. Alleen de Barbara, die samen met de in april en juli 1925 opgeleverde identieke motorschepen Sorrento (1878 brt, bouwnummer 395) en Amalfi (1879 brt, bouwnummer 396) door AG Weser voor Rob M. Sloman Jr. werd gebouwd, werd met Flettner-rotors als hulpvoortstuwing uitgerust.

Het rotorschip Barbara werd op 29 juli 1926 door AG Deschimag Weser, Bremen, als bouwnummer 398 opgeleverd aan de Duitse marine. Flettner leverde de plannen en berekeningen voor de rotor-installatie van de Barbara, AG Deschimag Weser, Bremen, was verantwoordelijk voor het ontwerp en de bouw van het schip en de rederij Rob. M. Sloman Jr., Bremen zou het nieuwe schip exploiteren voor rekening van de Duitse marine.

In het oorspronkelijke ontwerp ging Flettner uit van een enkele rotor van 28 meter hoog en 7 meter in diameter. Al snel bleek echter dat deze enorme afmetingen tot onoplosbare technische problemen zouden leiden. Benodigde kogellagers of rollagers waren met de vereiste afmetingen toen nog niet beschikbaar. Daarom werd besloten tot de bouw van een rotorsysteem bestaande uit drie rotors, elk met een diameter van 4 meter en een hoogte van 17 meter met een totaal windoppervlak van 204 m2 . De 1,4 ton wegende rotors werden elk aangedreven door een gelijkstroommotor van 41 pk met stroom-afwaartse tandwielreductie en een aandrijfas die in het draaipunt was gemonteerd. Het maximale rotortoerental bedroeg 160 omw/
min, zodat een maximale omtreksnelheid van 33,5 m/s kon worden bereikt.

Om gewicht te besparen, waren de rotors gemaakt van een aluminiumlege-ring, Lautal.


Voorspelde stuwkrachtwaarden werden bereikt

De Barbara werd op 28 april 1926 in Bremen te water gelaten. Voor de hoofdvoortstuwing waren twee viertakt zes-cilinderdieselmotoren van AG-Weser/MAN (360 x 520), 2 x 530 pk bij 300 tpm, geinstalleerd via een Vulkan-tandwielreductiekast op de schroefas die maximaal 80 omwentelingen per minuut maakte voor een dienstsnelheid van 10 knopen zonder rotorassistentie. Wanneer de wind gunstig was, konden de rotors worden ingeschakeld om een hogere snelheid te bereiken, of kon het vermogen van de dieselmotoren worden verminderd, of bij dezelfde snelheid met de Vulkan-koppeling worden uitgeschakeld. Het rotorsysteem kon vanaf de brug worden bediend.

De tonnages van de Barbara waren: 2077 brt, 1010 nrt, 3050 dwt en de afmetingen: L.o.a. (l.l.) x B x H (dg) = 89,70 (85,60) x 13,20 x 5,80 (5,40) meter. De Barbara was voorzien van een Flettner-roer. Van 16 tot 29 juli 1926 werden dagelijks vanuit Bremerhaven proefvaarten uitgevoerd op de Noordzee waarbij de voorspelde stuwkrachtwaarden van de rotors volledig werden bereikt. De Barbara voer in Beaufort 4-5 met een topsnelheid van 13,5 knopen, waarbij beide motoren op volle toeren draaiden. Zonder de rotors werd een snelheid van 10 tot 10,5 knopen gehaald. Deze snelheid werd ook gehaald met één motor en alle drie de rotors bijgezet.

De rotors waren slechts bruikbaar op 25 procent van de zeedagen. De rest van de tijd konden ze niet worden gebruikt wegens te weinig wind of windstilte, ongunstige wind of manoeuvres. De Barbara werd op 30 juli tijdens de reis van Bremen naar Hamburg door de marine in ontvangst genomen en overgedragen aan Rob. M. Sloman Jr. voor zijn lijndienst naar de Middellandse Zee. Om de bemanning in te werken, werd op 3 augustus vanuit Hamburg nog een proefvaart gehouden.


Doorbraak bleef uit

Met de twee prototypes was bewezen dat de aandrijving betrouwbaar functioneerde, maar een grote doorbraak bleef uit. Er volgden geen nieuwe bouwopdrachten voor rotorschepen. Brandstof was in die periode zo goedkoop dat de besparingen die de rotor opleverde voor de rederijen te gering waren om de investering snel genoeg terug te verdienen. In de daaropvolgende jaren kreeg de gehele scheepvaartsector te kampen met krimpende vrachtvolumes en steeds meer dalende vrachttarieven. De Baden-Baden werd in 1928 naar Panama verkocht en door de nieuwe eigenaar werd het schip, nadat de rotors waren verwijderd, weer als driemastzeilschoener in de vaart gebracht in de Caraïbische Zee. Het schip heeft niet lang meer gevaren. Tijdens een reis van Manuare naar Cristobal met een lading zout is de ex-Buckau op 8 november 1931 bij Cartagena gekapseisd en gezonken.

De Barbara deed dienst als vrachtschip in de lijndienst tussen Noordwest-Europa en de Middellandse Zee. Als gevolg van de grote crisis van 1929 en de daaropvolgende malaise in de wereldhandel, gaf Sloman de Barbara op 28 mei 1931 terug aan de eigenaar, de Deutsches Reich Marine-Verwaltung. De Barbara werd uit de vaart genomen en opgelegd. Omdat er geen mogelijkheid was om het rotorschip in de toekomst nog kostendekkend te vercharteren, werd de Barbara te koop aangeboden. In oktober 1933 is het schip als Birkenau verkocht aan Bugsier AG, Bremerhaven, die een nieuwe brug midscheeps liet plaatsen, de drie rotors ontmantelde en alleen de motoren gebruikte.

De geschiedenis van het rotorschip was voorlopig ten einde. Het schip zelf overleefde de oorlog en bleef nog onder drie vlaggen tot augustus 1978 in de vaart. Rotorhulpvoortstuwing is bijna negentig jaar geleden geen commercieel succes geworden. Door de nieuwe milieueisen en nadat het brandstofverbruik werd gerelateerd aan de emissies van rookgassen lijkt er alsnog een toekomst voor deze uitvinding weg- gelegd.

                                                                                                                                                                                                                                           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ajxmenu1