Windschip Project ontwikkelt rompen voor zeilende vrachtschepen
Het Windschip Project van Ron de Vos ontwikkelt verschillende scheepsontwerpen voor zeilende vrachtschepen. Een windschip is een modern zeilend vrachtschip waarvan de romplijnen zijn gebaseerd op die van een zeilend vrachtschip uit het verleden. Het windschip zal op den duur een klein deel van de bestaande vloot vrachtschepen vervangen. Dit is noodzakelijk om de vervuilende uitstoot van fossiele brandstoffen reduceren. De vorm van een zeilend vrachtschip wordt gedefinieerd naar de eisen van de reder; die kan onder andere kiezen voor veel lading of voor meer snelheid. Maar de romp van een zeilend vrachtschip is anders dan dat van een motorvrachtschip. In een volgend artikel zal worden ingegaan op de ontwikkeling van specifieke tuigage voor deze windschepen.
De vormen van de romp van een windschip worden in een voorontwerp vastgelegd in respectievelijk spantenlijst, langsscheepse tekening en waterlijntekening. Daaruit worden de drie vormcoëfficiënten: blok Cb, prisma Cp en grootspant Cx, gedistilleerd en beoordeeld. (Windschepen: Cb tussen 0.41 en 0.66; Cp tussen 0.59 en 0.71 en Cx tussen 0.64 en 0.93. Daarna kunnen de lijnen geoptimaliseerd worden in een CFD-onderzoek om aan de meest optimale weerstandeisen te voldoen. Ook worden zo de drag- en lift-coëfficiënten gevonden.
Een zeilromp kan een sterke kimrijzing hebben of juist een platte bodem. De China clippers waren scherp en diep terwijl de vrachtzeilers die om Kaap Hoorn voeren vaak een platte bodem hadden. In beide gevallen zijn in- als uittredende lijnen fijn van vorm. Er werd naar gestreefd dat de waterlijnen de vleugel profiellijnen zoveel mogelijk volgen. Wat een belangrijke eis aan een zeilromp is, is dat het onderwaterschip voldoende laterale weerstand biedt. Dat is de kracht loodrecht op het schip, om de dwarsscheepse component van de zeilkracht op te vangen. Het is duidelijk dat een diep scherp schip met sterk gesneden uiteinden dat meer heeft dan een platbodem. Een ander voordeel is dat ballast een gunstiger positie heeft in een diep schip.
Wat betreft het verschil in snelheid ten aanzien van beide vormen geeft het verleden geen uitsluitsel. Tegenwoordig wordt middels CFD-berekeningen dit iets duidelijker. Een snelle romp geeft e en hogere lift/drag-verhouding. De zeileigenschappen van de platbodem kunnen zeker verbeterd worden door een diepe kielbalk aan te brengen of bij een klein vrachtschip een midzwaard. Het aanbrengen van een kiel wordt door de kwetsbaarheid afgeraden.
Het mag duidelijk zijn dat de romp van een motorvrachtschip, dat een hoog blokcoëfficiënt Cb ˃0.70 en Cp ˃O.71 heeft en de waterlijnen voor een groot deel het blok volgen, gecombineerd met een platte bodem, ongeschikt is om door zeilen te worden voortgestuwd. De uittredende lijnen zijn vaak te vol door de aanwezigheid van een zware motor. De laterale weerstand is te klein en ligt vaak ver naar voren. Wel kan er op dergelijke schepen gebruik worden gemaakt van windondersteunde aandrijving om brandstof te reduceren.