Klausur Schiffsentwurf I+II im Diplomstudiengang Schiffbau Beginn: ca. 09:00 Ende : ca. 13:00

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1 TUHH - Institut für Entwerfen von Schiffen und Schiffsicherheit - D- Klausur Schiffsentwurf I+II im Diplomstudiengang Schiffbau Beginn: ca. 09:00 Ende : ca. 13:00 Allgemeine Hinweise: 1. Die Klausur besteht aus einem Fragenteil, der ohne Hilfsmittel bearbeitet wird, sowie einem Aufgabenteil, zu dem alle Hilfsmittel außer Nachbarn, Handy etc. erlaubt sind. Täuschungsversuch führt sofort zum Einziehen der Klausur. 2. Für den Fragenteil stehen 60 Minuten zur Verfügung, der Aufgabenteil ist in den verbleibenden 180 Minuten zu bearbeiten. 3. Jedes Blatt bitte nur einseitig beschreiben. 4. Blätter nummerieren. 5. Klausuren nur mit dokumentenechten Stiften schreiben! Klausuren, die z.b. mit Bleistift geschrieben wurden, werden nicht bewertet! Ausnahme: Zeichnungen / Skizzen dürfen mit Bleistift angefertigt werden. 6. Name, Vorname, Matrikelnummer auf jedes Blatt. 7. Nummern der Fragen und Lösungen eindeutig zuordnen. 8. Antworten und Erläuterungen stichwortartig kurz und präzise geben. (Keine Romane schreiben!) 9. Bitte leserlich schreiben. 10. Es gibt insgesamt 40 Punkte, Sie benötigen 20 Punkte, um zu bestehen. 11. Der Fragenteil umfasst 14 Fragen, der Aufgabenteil zwei Aufgaben. Insgesamt erhalten Sie 7 Seiten: Deckblatt, Fragenteil und Aufgabenteil (5 Seiten) 12. Lesen Sie die Fragen genau durch, überlegen Sie, was gefragt ist und rechnen Sie erst, wenn Sie die Aufgabe verstanden haben. Daten sind im Anhang zu finden. Fehlende Daten sind mit Begründung abzuschätzen! Viel Erfolg!

2 Seite 1 von 6 Fragenteil für die Klausur Schiffsentwurf I + II (ges. 14 Punkte) KEINE HILFSMITTEL 1. Bei der Projektierung eines Schiffneubaus fällt Ihnen auf, dass das Verhältnis aus Schiffslänge und charakteristischer Wellenlänge 2,0 ist. Was bedeutet das für Ihren Entwurf und was würden Sie tun? (1,5P) 2. Warum werden Ruder von Schiffen günstiger Weise im Propellerstrahl angeordnet? (0,5P) 3. Was sagt die Anzahl der nominellen Stellplätze über die Ladekapazität eines Containerschiffes aus? (0,5P) 4. Erläutern Sie den Begriff Blockkoeffizient und nennen Sie typische Werte für einen Tanker und ein RoRo-Schiff? (1P) 5. Über welche Größe hängen der Schiffswiderstand und die Schleppleistung eines Schiffes zusammen! (0,5P) 6. Welches ist der dominierende Anteil am Gesamtwiderstand eines optimierten RoRo-Schiffes? Begründung! Aus welchen weiteren Widerstandsanteilen setzt sich der Gesamtwiderstand zusammen? (1,5P) 7. Was ist die physikalische Bedeutung von P D? (1P) 8. Was ist das Ziel beim Entwurf des Hinterschiffes bzgl. der Propulsion? (1P) 9. Skizzieren Sie eine typische Antriebsanlage eines Kreuzfahrtschiffes und erläutern Sie Ihre Skizze? (1,5P) 10. Erläutern Sie den Unterschied zwischen Trailerstellplätzen und Lademetern bei RoRo-Schiffen? (0,5P) 11. Wozu dient der Mindestabstand zwischen Propeller und Außenhaut und wie groß sollte dieser überschlägig sein? (1P) 12. Erläutern Sie, warum es bei einigen Schiffstypen sinnvoll ist, Querflutungskanäle anzuordnen! Nennen Sie ein Beispiel für solch einen Schiffstyp! (1P) 13. Welchen Drehsinn sollten die Verstellpropeller eines Zweischraubers haben? Begründung und Skizze! (1,5P) 14. Warum ist die Kavitationsgefahr an Rudern von RoPax-Schiffen in der Regel größer als an Rudern von Containerschiffen? (1P)

3 Seite 2 von 6 1. Aufgabe (8 Punkte) Aufgabenteil für die Klausur Schiffsentwurf I + II (ges. 26 Punkte) Der Kapitän eines RoRo-Schiffes möchte von Ihnen wissen, bis zu welcher maximalen Windgeschwindigkeit er sein Schiff bei Querwind (90 von Backbord) auf der Stelle halten kann, ohne die Ruderanlage zur Hilfe nehmen zu müssen! Das Schiff ist mit einem Bugstrahler und einer Doppelpropelleranlage mit Verstellpropellern ausgerüstet. Skizzieren Sie das Schiff mit allen relevanten auf das Schiff wirkenden Kräften und bestimmen Sie die maximale Windgeschwindigkeit für die oben beschriebene Situation! Von dem Schiff sind Ihnen die folgenden Daten bekannt: 2. Aufgabe (18 Punkte) L oa m 193 L pp m 182,4 B m 26 A Wind m² 4000 xg wind m f. AP 94 y Propeller m +/- 3,7 xg Bugstrahler m f. AP 173 Max. Schub je Propeller voraus kn 800 Max. Schub je Propeller zurück kn 600 Max. Schub Bugstahler kn 280 Für die Strecke Ferryport Trucktown werden neue RoRo-Schiffe gebraucht. Die Reederei fragt bei Ihnen als Werft ein Angebot für eine Transportlösung an, die folgende Randbedingungen erfüllen soll: Es sollen innerhalb von 30 Tagen 2376 Trailer (Durchschnittsgewicht 25 t) und 855 MAFI- Doublestacker (Durchschnittsgewicht 54,8 t) von Ferryport nach Trucktown transportiert werden. Das Transportvolumen von Trucktown nach Ferryport beträgt im selben Zeitraum 3150 Trailer (ebenfalls Durchschnittsgewicht 25 t). Aus Ihrer Logistikabteilung ist Ihnen bekannt, dass es durchschnittlich fünf Minuten dauert um einen MAFI bzw. Trailer vom Schiff zu holen und durchschnittlich acht Minuten um einen MAFI-Doublestacker bzw. Trailer auf das Schiff zu bringen. Die folgenden Randbedingungen sind für den vorliegenden Fall zu berücksichtigen: Beide Häfen liegen am offenen Meer. Für das Manövrieren und das An- bzw. Ablegen können jeweils 60 Minuten angesetzt werden. Der maximale Tiefgang in Ferryport beträgt 7,35 m. Außerdem ist die Länge von Schiffen auf 300 m beschränkt. In Trucktown steht eine 225 m lange Pier zur Verfügung. Die maximal zulässige Breite zum Passieren der Hafeneinfahrt beträgt 30 m. Der maximale Tiefgang an der Pier ist mit 12 m angegeben. Die freie Seestrecke zwischen Ferryport und Trucktown beträgt 870 sm. Das Drehen des Schiffes soll jeweils mit 30 Minuten angesetzt werden.

4 Seite 3 von 6 Erstellen Sie den technischen Teil des Angebotes! Berücksichtigen Sie dabei folgende Teilaspekte: - Wählen Sie aus, wie viele Schiffe Sie auf der Strecke einsetzen möchten, sowie deren Dienstgeschwindigkeit und Frachtkapazität. - Erstellen Sie für Ihre Auswahl ein Fahrprofil für eine Rundreise, das die örtlichen Gegebenheiten und Beschränkungen berücksichtigt. - Schätzen Sie die Hauptabmessungen ab. - Führen Sie eine überschlägige Gewichtsrechnung durch (Lightship, Deadweight) und machen Sie eine Aussage dazu, ob Sie die einzelnen Gewichte eher über- oder unterschätzen. - Schlagen Sie ein Antriebskonzept (inkl. Hilfsmaschinen) mit der dazugehörigen Leistungsabschätzung vor. - Nehmen Sie eine grobe Raum- bzw. Decksaufteilung vor. Skizzieren Sie dazu einen Generalplan (mit sinnvollem Detailgrad!). - Stabilitäts- und Festigkeitskriterien sollen diskutiert werden, müssen aber NICHT nachgerechnet werden. - Wirtschaftliche Aspekte (Investitions- und Betriebskosten) sollen ebenfalls in Ihre Überlegungen einfließen und diskutiert, aber nicht mit Zahlen belegt werden. Hinweis: Die Teilaspekte müssen nicht in der genannten Reihenfolge und auch nicht allein stehend bearbeitet werden. Sie geben vielmehr einen Leitfaden für Ihr Vorgehen.

5 Seite 4 von 6 Daten des Vergleichsschiffes: Main Dimensions: L OA 193,00 m L PP 182,40 m B 26,00 m D 22,10 m T f.s 6,45 m dw f.s t dw f.s. /Δ f.s. 0,55 Number of Cargo Decks 4 Speed & Consumption: v (T f.s. ) 21.5 kn Cons HFO about 62 t/day Cruising Range about nm Machinery: P ME 2 x 8100 kw P AE 2 x 750 kw Shaft Generator 2 x 400 kw Engine-Margin 10 % Sea-Margin 10 % Tank Capacities: HFO (ρ = 0,95 t/m³) 1300 m³ MDO (ρ = 0,83 t/m³) 160 m³ Freshwater 160m³ Waterballast 3650m³ Stores 85 t Cargo Decks Max. Number of Trailers Lanemeter Max. Number of Trailer on longest Lane Free Height of Deck (13,6 m+0,4m) [m] Top Deck ,3 Upper Deck ,3 Main Deck ,8 Tank Top ,0 Spezifikation der Ladung: Cargo Units Specification Length Required Lanewidth Height Average Weight [m] [m] [m] [t] Trailer 13,6 + 0,4 3,0 4,0 25,0 Mafi Doublestacker 12,2 + 0,3 3,0 6,0 54,8

6 Seite 5 von 6 Generalplan des Vergleichsschiffes (nicht maßstäblich):

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