Institut für Entwerfen von Schiffen und Schiffssicherheit

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1 Institut für Entwerfen von Schiffen und Schiffssicherheit Übung zur Vorlesung Spezielle Kapitel des Schiffsentwurf Allgemeines über RoRo-Schiffe Prof. Dr.-Ing. Stefan Krüger Dipl.-Ing. Philip Augener Dipl.-Ing. Arne Falkenhorst

2 Uebung Spezielle Kapitel des Schiffsentwurfs 24. November 2014 Übung 3 Einleitung RoRo-Schiffe 1. Welches sind die typischen Fahrtgebiete für RoRo-Schiffe? 2. Nennen Sie die wesentlichen Entwurfstreiber für RoRo-Schiffe. 3. Erläutern Sie die Besonderheiten beim Linienentwurf von RoRo-Schiffen! 4. Nennen Sie die primäre Ladungseinheit für RoRo-Schiffe! Welche weiteren typischen Ladungseinheiten für RoRo-Schiffe kennen Sie? 5. Erläutern Sie, in welche Klassen sich RoRo-Schiffe einteilen lassen. 6. Nennen Sie das typische Antriebskonzept für RoRo-Schiffe und erläutern Sie, warum dieses Konzept angewendet wird! 7. Welche Intaktstabilitätskriterien gelten für RoRo-Schiffe und wo sind diese zu finden? 8. Welche Leckrechnung gilt für aktuelle RoRo-Neubauten und in welcher Vorschrift ist diese zu finden? 9. Zeichnen Sie jeweils eine typische Glattwasserhebelarmkurve für eine RoRo- und ein Containerschiff! Erläutern Sie die Unterschiede! 10. Welche Teile eines Schiffes dürfen bei der Berechnung der Hebelarmkurven von Schiffen berücksichtigt werden und wo steht das? 11. Wo muss die Hebelarmkurve zwangsläufig enden und wo steht das? 12. Welches ist das jeweils typische begrenzende Stabilitätskriterium für ein RoRo-Schiff mit drei, vier und fünf Decks? 13. Nennen Sie einen Grund, warum es sinnvoll ist die Breite des Fahrzeugdecks auf einem RoRo-Schiff mindestens 20 Meter breit zu entwerfen. 14. Warum sind Anti-Heeling- und Roll-Damping-Systeme auf RoRo-Schiffen wichtig? 15. Was ist der Unterschied zwischen einem RoRo-Schiff und einem Autotransporter (PCC)? Philip Augener/Arne Falkenhorst Spezielle Kapitel des Schiffsentwurfs falkenhorst@tu-harburg.de 1/19

3 RO - RO KNOTS, 2700 LANE METERS, 14,200 t DEADWEIGHT, 12 DRIVERS

4 Flensburger s new RoRo carriers are state-of-the-art designs for fast and economic services. Because these vessels represent the best possible sollution for maximum cargo area, high service speed and lowest fuel consumption, they are the logical choice for every operator and every route. It was the competitive price and value for money which for example convinced the Turkish shipping company UND RoRo to order 6 vessels for their Istanbul-Trieste service. MAIN DIMENSIONS Length (overall) : m Length (between perpendiculars) : m Breadth : m Depth to main deck : 8.60 m Depth to upper deck : m Draught (summer load) : 7.40 m Draught (design) : 5.70 m DEADWEIGHT / TONNAGE Design abt. 7,730 t Summer load abt. 14,200 t Gross tonnage abt. 22,900 GT Net tonnage abt. 8,670 NT CLASSIFICATION DNV + 1 A1 General Cargo Carrier RoRo, EO, ICS, DG-P, W1 MAIN ENGINE Two (2) four-stroke medium speed diesel engines 2 x MAK 9M 43 MCR 8,100 KW each, 500 rpm Fuel: 380 cst at 50 C or MDO SPEED & F.O. CONSUMPTION Service Speed 21.6 Knots (at design draught of 5.70 m, 90% MCR (14,580 KW ), 10% sea margin and shaft generators engaged ( abt. 800 KW ) Max. cruising range abt. 10,000 sea miles Consumption 61.2 t/ day

5 CARGO CAPACITY Trailer / lm Lanes Trailer ( m) Upper deck 6.8 m high / 3.0 m wide 1,200 lm 82 Main deck 6.8 m high / 3.1 m wide 955 lm 64 Tank top 5.0 m high / 2.9 m wide 485 lm 34 Total 2,640 lm 180 DRIVER AND CREW CABINS / BEDS Deck Driver Crew cabins beds cabins beds 2 House deck 10 officer class 10 9 single crew 9 1 House deck 6 two bed 12 6 single crew 6 cabins Total 6 cabins cabins 25

6 CARGO HOLD VENTILATION Cargo hold ventilation will be 20 air changes per hour in harbour condition and 10 air changes per hour in sea condition. SPECIAL FEATURES - Maximum cargo capacity - Excellent speed - power performance - Low fuel oil consumption - Excellent seakeeping behaviour - Flume stabilisation system - Maximum deadweight capacity - Low noise and vibration levels AUXILIARY ENGINES Auxiliary diesel engines 2 pcs. 1,500 KW Generators (diesel driven) 2 pcs. 1,800 KVA Shaft generator 2 pcs. 2,000 KVA EM. generator (diesel driven) 1 set 450 KW TANK CAPACITIES Water ballast tanks abt. 3,650 m 3 Fresh water tanks abt. 160 m 3 Heavy fuel oil tanks abt. 1,300 m 3 Diesel oil tanks abt. 160 m 3 STEERING EQUIPMENT Steering gear of ram type, two high lift rudders of spade type, max rudder angle 45 1 bow thruster 1,400 KW controllable pitch prop. CARGO ACCESS EQUIPMENT Access ramp aft Internal fixed ramp Internal fixed ramp 1 pc. 17 m wide x 15 m + 3 m flap 1 pc. main deck to upper deck with watertight guillotine door, 7 m wide 1 pc. main deck to tank top with watertight cover, 3.5 m wide

7 Cargo area Driver area Crew area Service & technical space

8 For further information please contact: FLENSBURGER SCHIFFBAU-GESELLSCHAFT mbh & Co. KG Fred Garbe Uwe Otto Batteriestr.52 D Flensburg Germany Tel Fax info@fsg-ship.de Internet:

9 RO - RO KNOTS, 3,750 LANE METERS, 11,200 t DEADWEIGHT, 12 DRIVERS

10 Flensburger designers never stop. Not content with having built a highly successful 4 - deck RoRo carrier, we have made it even better. With over 500 lane meters more the benefits for the owner speak for themselves. MAIN DIMENSIONS Length (overall) : m Length (between perpendiculars) : m Breadth : m Depth to main deck : 8.60 m Depth to upper deck : m Draught (summer load) : 7.00 m Draught (design) : 6.45 m DEADWEIGHT / TONNAGE Design abt. 9,050 t Summer load abt. 11,200 t Gross tonnage abt. 28,870 GT Net tonnage abt. 8,660 NT CLASSIFICATION DNV + 1 A1 General Cargo Carrier RoRo, EO, ICS, DG-P, W1 MAIN ENGINE Two (2) four-stroke medium speed diesel engines 2 x MAK 9M 43 MCR 8,100 kw each, 500 rpm Fuel: 380 cst at 50 C or MDO SPEED & F.O. CONSUMPTION Service speed 21.5 knots (at design draught of 6.45 m, 90% MCR (14,580 kw ), 10% sea margin and shaft generators engaged ( abt. 800 kw )) Max. cruising range abt. 10,000 sea miles Consumption 61.2 t/day

11 CARGO CAPACITY Trailers / lm Lanes Trailers ( m) Top deck 4.3 m high / 3.0 m wide 1,151 lm 77 Upper deck 4.3 m high / 3.0 m wide 1,130 lm 77 Main deck 6.8 m high / 2.9 m wide 960 lm 66 Tank top 5.0 m high / 2.9 m wide 485 lm 34 Total 3,726 lm 254 DRIVER AND CREW CABINS / BEDS Deck Driver Crew cabins beds cabins beds 2 house deck 10 officer class 10 9 single crew 9 1 house deck 6 two bed 12 6 single crew 6 cabins Total 6 cabins cabins 25

12 CARGO HOLD VENTILATION Cargo hold ventilation will be 20 air changes per hour in harbour condition and 10 air changes per hour in sea condition. SPECIAL FEATURES - Maximum cargo capacity - Excellent speed -/ power performance - Low fuel oil consumption - Excellent seakeeping behaviour - Flume stabilisation system - Maximum deadweight capacity - Low noise and vibration levels AUXILIARY ENGINES Auxiliary diesel engines 2 pcs. 1,500 kw Generators (diesel driven) 2 pcs. 1,800 kva Shaft generator 2 pcs. 2,000 kva EM. generator (diesel driven) 1 set 450 kw TANK CAPACITIES Water ballast tanks abt. 3,650 m 3 Fresh water tanks abt. 160 m 3 Heavy fuel oil tanks abt. 1,300 m 3 Diesel oil tanks abt. 160 m 3 STEERING EQUIPMENT Steering gear of ram type, 2 high lift rudders of spade type, max. rudder angle 45 1 bow thruster 1,400 kw, controllable pitch propeller CARGO ACCESS EQUIPMENT Access ramp aft 1 pc. 17 m wide x 15 m + 3 m flap Internal fixed ramp 1 pc. main deck to upper deck with watertight guillotine door, 7 m wide Internal fixed ramp 1 pc. main deck to tank top with watertight cover, 3.5 m wide Internal fixed ramp 1 pc. upper deck to top deck, 4.0 m wide

13 Cargo area Driver area Crew area Service & technical space

14 For further information please contact: FLENSBURGER SCHIFFBAU-GESELLSCHAFT mbh & Co. KG Fred Garbe Uwe Otto Batteriestr.52 D Flensburg Germany Tel Fax info@fsg-ship.de Internet:

15 RoRo 5200 RoRo knots, 5,156 lane metres, 12,750 t deadweight RoRo 5200

16 RoRo 5200 CARGO CAPACITY CLASSIFICATION DNV + 1 A1 General Cargo Carrier Ro/Ro, EO, DG-P, NAUT-AW, ICS, LCS Trailer slots:13.60 m x 2.95 m / 3.0 m Trailer lm MAIN DIMENSIONS Length (overall) m Length (between perpendiculars) m Breadth (moulded) m Depth to main deck m Depth to upper deck m Draught (design) 6.85 m Draught (scantling) 6.95 m Trailers Weather deck Upper deck Main deck Tween deck Tank top 1,387 1,360 1, Total 5, Free height 4.40 m 4.40 m 4.70 m 4.40 m 4.40 m DEADWEIGHT/ TONNAGE Design Gross tonnage Net tonnage 12,750 t 38,000 GT 11,400 NT MAIN ENGINE Two (2) four-stroke medium speed diesel engines MCR 21,600 kw, 500rpm Fuel: 380 cst at 50 C or MDO AUXILIARY ENGINES Auxiliary diesel engines Generators (diesel driven) Shaft generators EM.generator (diesel driven) 2 pcs. 2 pcs. 2 pcs. 1 set 1,360 kw 1,650 kva 1,750 kva 380 kw TANK CAPACITIES Water ballast tanks Fresh water tanks Heavy fuel oil tanks Diesel oil tanks abt. abt. abt. abt. 5,700 m³ 100 m³ 1,600 m³ 180 m³ SPEED & F.O.CONSUMPTION Service speed 22,0 knots (at design draught of 6.85 m, 90% MCR (19,440 kw), 10% sea margin) Max.cruising range abt.10,000 sea miles Consumption t/day CARGO ACCESS EQUIPMENT RoRo 5200 STEERING EQUIPMENT Access ramps aft 2 Steering gears (electric hydraulic) 2 twist flow rudders 2 bow thrusters, 1,100 kw, controllable pitch prop. Internal fixed ramp Flensburger designers never stop. Not content with having built a highly successful 4 - deck RoRo carrier, we have made it even better. With over 5000 lane meters on 5 cargo decks and space for more than 350 trailers, the benefits for the owner speak for themselves. Internal fixed / hoistable ramp Internal tiltable ramp 1 pc m wide (SB) x 15.0 m m flap 1 pc m / 3.70 wide (PS) x 15.0 m m flap 1 pc. main deck to upper deck, 3.70 m wide, 7 incline 1 pc. main deck to lower decks, 3.70 m wide, 7 incline 1 pc. upper deck to weather deck, 3.70 m wide, 7 incline For further information please contact Peter Sierk or Uwe Otto at Flensburger Schiffbau-Gesellschaft mbh & Co. KG Batteriestr. 52 D Flensburg Germany CARGO HOLD VENTILATION 20 air changes per hour in harbour condition 10 air changes per hour in sea condition Tel Fax otto@fsg-ship.de Flensburger is a subsidiary of Egon Oldendorff

17 Uebung Spezielle Kapitel des Schiffsentwurfs 24. November 2014 Lösung 3 1. Welches sind die typischen Fahrtgebiete für RoRo-Schiffe? Europa und Japan (Short-Sea-Shipping) 2. Nennen Sie die wesentlichen Entwurfstreiber für RoRo-Schiffe. (a) Fahrzeugdeckstruktur (möglichst keine/ wenig Stützen) (b) Stabilität (geringe Verdrängung, große Seitenlateralflächen) (c) Slow Speed Manoeuvering (viele Hafenmanöver) 3. Erläutern Sie die Besonderheiten beim Linienentwurf von RoRo-Schiffen! Aufgrund der Fahrtgebiete liegt meistens eine Tiefgangsbeschränkung vor. RoRos sind relativ schnelle Schiffe, daher haben RoRos schlanke Vor-und Hinterschiffe. Zusätzliche sind die Maschinenanlagen und die schwere Heckrampe achtern angeordnet, was dazu führen würde, dass das Schiff stark nach achtern trimmen würde. Der achterliche Trimm lässt sich verringern indem der LCB nach achtern verschoben wird und ggf. Trimmwasser in der Vorpiek gefahren wird. Dadurch steigt allerdings das Längsbiegemoment des Schiffes, was aber meistens kein Problem ist, da RoRo-Schiffe über viele durchlaufen Decks verfügen, was ein hohes Widerstandsmoment in Schiffslängsrichtung zur Folge hat. Trotzdem muss auch bei RoRo-Schiffen die Längsfestigkeit überprüft werden. 4. Nennen Sie die primäre Ladungseinheit für RoRo-Schiffe! Welche weiteren typischen Ladungseinheiten für RoRo-Schiffe kennen Sie? Die primäre Ladungseinheit sind Roadtrailer. Diese sind typischer Weise 13,60 m (+0,4 m) lang, 2,55 m breit und 4,00 m hoch und haben ein maximales Gesicht von 39 t. Weitere Ladungseinheiten sind z.b.: MAFIs Doublestacker (Deckshöhe beachten!), SECU- Boxen(13,8mx3,6mx3,6m ; 90t, Papierrollen,...) 5. Erläutern Sie, in welche Klassen sich RoRo-Schiffe einteilen lassen. (a) Anzahl Trailerstellplätze (b) Lademeter (Lanemeter): eine typische Lanebreite ist 2,9 m. (c) Anzahl Decks 6. Nennen Sie das typische Antriebskonzept für RoRo-Schiffe und erläutern Sie, warum dieses Konzept angewendet wird! 2 x 4T-MSL mit CPP mit PTOs => hohe Manövrierfähigkeit 7. Welche Intaktstabilitätskriterien gelten für RoRo-Schiffe und wo sind diese zu finden? RoRo-Schiffe sind REINE Frachtschiffe, daher gelten für sie die selben Vorschriften wie für Containerschiffe. Also die Rahola-Kriterien und das Wetterkriterium. Philip Augener/Arne Falkenhorst Spezielle Kapitel des Schiffsentwurfs falkenhorst@tu-harburg.de 16/19

18 Uebung Spezielle Kapitel des Schiffsentwurfs 24. November Welche Leckrechnung gilt für aktuelle RoRo-Neubauten und in welcher Vorschrift ist diese zu finden? RoRo-Schiffe sind REINE Frachtschiffe, daher SOLAS 2009 B-1 (Neue probabilistische Leckrechnung) 9. Zeichnen Sie jeweils eine typische Glattwasserhebelarmkurve für eine RoRo- und ein Containerschiff! Erläutern Sie die Unterschiede! RoRo: hohe Anfangsstabilität, degressive Formzusatzstabilität Containerschiff: wenig Anfangsstabilität, aber viel Formzusatzstabilität Abbildung 1: Glattwasserhebelarmkurve eines Containerschiffes Philip Augener/Arne Falkenhorst Spezielle Kapitel des Schiffsentwurfs 17/19

19 Uebung Spezielle Kapitel des Schiffsentwurfs 24. November CONTRACT-LOADC port side Righting lever [m] GZ [m] Requ. or Max. h: m Progfl. or Max.: Deg. Heeling angle [deg] GM at Equilib. : m Area under GZ [mrad] Abbildung 2: Glattwasserhebelarmkurve eines RoRo-Schiffes 10. Welche Teile eines Schiffes dürfen bei der Berechnung der Hebelarmkurven von Schiffen berücksichtigt werden und wo steht das? alles was wetterdicht ist IS-Code: 3.5 Calculation of stability curves The calculations should take into account the volume to the upper surface of the deck sheathing Superstructures,..., which may be into account complying with regulation 3(10)(b) of... Load Line Convention... => in den Load Lines 3(10)(b) iii) steht:... dessen sonstige Öffnungen in den Seiten oder Enden des Aufbaus mit WIRKSAMEN WETTERDICHTEN Verschlussvorrichtungen Wo muss die Hebelarmkurve zwangsläufig enden und wo steht das? Beim downflooding angle, also dort wo NICHT WETTERDICHTE Öffnungen zu Wasser kommen (z.b.maschinenraumlüfter) IS-Code: In cases where the ship would sink due to flooding through any openings(die nicht wetterdicht und nicht wasserdicht sind => MR-Lüfter), the stability curve should be CUT SHORT at the corresponding angle of flooding ("down flooding angle") and the ship should be considered to have entirely lost its stability!!! 12. Welches ist das jeweils typische begrenzende Stabilitätskriterium für ein RoRo-Schiff mit drei, vier und fünf Decks? Philip Augener/Arne Falkenhorst Spezielle Kapitel des Schiffsentwurfs falkenhorst@tu-harburg.de 18/19

20 Uebung Spezielle Kapitel des Schiffsentwurfs 24. November Decker: Solas 2009 B1 4-Decker: Solas 2009 B1 5-Decker: Intaktcode 749 Wetterkriterium (extrem große Seitenlateralfläche und wenig Verdrängung) 13. Nennen Sie einen Grund, warum es sinnvoll ist die Breite des Fahrzeugdecks auf einem RoRo-Schiff mindestens 20 Meter breit zu entwerfen. Damit man einen Trailer auf dem Fahrzeugdeck wenden kann. Dadurch kann man die Ladevorgänge beschleunigen und man braucht keine Bugpforte einzubauen. 14. Warum sind Anti-Heeling- und Roll-Damping-Systeme auf RoRo-Schiffen wichtig? Anti-Heeling-Systeme: damit die Rampe im Hafen nicht tordiert wird Rolldämpfung: Damit die Trailer im Seegang nicht verrutschen. Containerschiffe werfen die obersten Container bei hohen Rollbeschleunigungen ab, wodurch sich das System verstimmt (KG runter). Wenn bei RoRo-Schiffen die Ladung verrutscht, kann man nicht mehr viel machen. Es besteht dann akute Kentergefahr. Die Trailer werden daher normalerweise gelascht, aber durch Rolldämpdung können sich Wettbewerbsvorteile ergeben, wenn ggf. nicht gelascht werden muss, da dadurch die Ladezeiten deutlich verringert werden können. 15. Was ist der Unterschied zwischen einem RoRo-Schiff und einem Autotransporter (PCC)? RoRo-Schiffe haben viele Hafenkontakte und normalerweise nicht mehr als 5 Decks. PCC haben Fahrtprofile wie Containerschiffe und sind daher meistens auch mit einem 2T-LL mit FPP ausgestattet (wirtschaftliche Geradeausfahrt). Philip Augener/Arne Falkenhorst Spezielle Kapitel des Schiffsentwurfs falkenhorst@tu-harburg.de 19/19