vaartuig van behoorlijke afmetingen, vooral bedoeld voor gebruik ter zee; ook wel synoniem met vaartuig in het algemeen, in welke zin het hier zal worden behandeld. Alsdan wordt onder schip een drijvend voorwerp verstaan, dat is ingericht om personen en goederen veilig over het water te verplaatsen.
Het verschil in afmetingen, in bouwmateriaal, wijze van voortbewegen, bestemming van de lading enz. zijn in de loop der eeuwen oorzaak geweest van een grote variatie in meer of minder ingewikkelde scheepstypen, welker bijzondere eisen stoot hebben gegeven aan een steeds groeiende en verder gespecialiseerde industrie, de scheepsbouw genaamd.Geschiedenis.
Het bouwen van vaartuigen gaat terug tot de verre Oudheid; in het algemeen neemt men aan, dat het moderne schip is voortgekomen uit het gebruik van uitgeholde boomstammen, die beter zeewaardig en comfortabel werden gemaakt door ze te verhogen met een opboeiing, die weldra door ribben werd versterkt. Geleidelijk groeit deze opbouw, en zinkt de oorspronkelijke drager, de boomstam, onder het wateroppervlak in de vorm van de huidige kiel. Bij teruggevonden voorhistorische vaartuigen (schuitje te Utrecht) en hedendaagse primitieve scheepjes (bijv. jonken) vindt men het principe der „opboeiing” terug. Daarnaast hebben ook andere grondtypen bestaan (opgeblazen dierenhuid, rietbundel), waarvan men eveneens de nakomelingschap meent te kunnen aanwijzen (Perzië, Mesopotamië, Zuid-Afrika, Ierland), maar deze vormen zijn het primitieve stadium nimmer geheel te boven gekomen. Na de eenvoudige opboeiing, verschijnen op de kiel de stevens ter verdere verstijving; een (meest overnaadse) huid, door spanten gesteund, vormt de scheiding tussen water en drijflichaam (Middellandse Zee in de Oudheid; later de Vikings). Ook de voortstuwing met zeilen stamt uit voorhistorische tijden; de oude Sumeriërs en Egyptenaren (tot 4000 jaar v. Chr.) gebruikten reeds eenmast-raschepen.
De oorlogsvloten der Hellenen en later der Romeinen kenden de grote triremen met drie rijen riemen, waarvan men de constructie en roeitechniek nog niet bevredigend kan verklaren, al moeten zij wel al (horizontale) dekken en (verticale) schotten hebben gekend, die het schip in verschillende compartimenten verdelen en de stevigheid bevorderen. Daarnaast bleven eenvoudige roei-zeilschepen voor de vrachtvaart in gebruik. Uit de snelle, Romeinse liburnen (42 riemen) zou de dromone zijn ontstaan, met een verhoogd, verschanst platform (kasteel) in het midden en deze is weer de voorloper van de latere galei. Van al deze vaartuigen is niet veel meer bekend, dan wat de overgeleverde vage beschrijvingen of primitieve afbeeldingen ons leren. Dit geldt ook voor de zeilschepen der Oudheid en Middeleeuwen, zoals de koggen der Noord- en Oostzee en de wat modernere karvelen die uit Z.W.-Europa stammen. Alleen van een vroeger type, de lage open vaartuigen der Vikings (80 voet lang, met één mast en 32 riemen) is meer bekend, nu men enkele daarvan in goed bewaarde staat heeft opgegraven.
Op de koggen volgden sinds de 15de eeuw de eveneens logge hulken en razeilen, die met de karvelen in Nederland in het eind van de 16de eeuw werden verdrongen door de kleinere, beter bezeilde boeiers, vlieboten en pinassen. Al deze vaartuigen dienden zowel voor de krijg als voor de handelsvaart; de grootste maten als regel niet meer dan 100 à 250 last (200 à 500 ton). Voor de vaart op de wereldzeeën bleven grotere types in gebruik, zoals de Portugese karaken (in Nederland „kraken” genoemd) (vanwaar „kraakporselein”), die tot 1600 ton gingen, en de Spaanse galjoenen. Ca 1600 begint in Nederland, onder invloed van de beroemde scheepsbouwer Pieter Jansz. Liorne, de splitsing in oorlogs- en koopvaardijschepen, met de constructie van het fluitschip, een bij uitstek economisch type. Een nog belangrijkere ommekeer bracht de invoering van het fregatmodel, eerst voor kleine en daarna ook voor de grootste oorlogsvaartuigen. De hoge voor- en achterkastelen verdwenen als zodanig en werden voortaan als bak (Eng. „forecastle”) en „campagne” in de eigenlijke bovenbouw opgenomen.
Hiermede was het klassieke oorlogsschip van de 17de eeuw geboren, welbekend uit bewaard gebleven tekeningen en modellen. Daarbij was van een eigenlijke wetenschappelijke scheepsbouw nog geen sprake; de grote „scheepstimmermeesters” als Nicolaas Witsen werkten nog geheel empirisch. Eerst na 1700 is van een eigenlijke theorie sprake, waarbij Frankrijk Nederland is voorgegaan; op die basis heeft zich het zeilschip in de 18de en 19de eeuw geleidelijk gewijzigd. Het galjoen werd korter en ging over in een scheg; de zeeg werd eveneens minder geprononceerd; de afmetingen en het aantal dekken namen toe. Ook de kleine schepen, voor kust en binnenvaart, vertonen een voortdurende wijziging; de typen zijn te talrijk en te gevarieerd om hier genoemd te worden. Zij voerden meest langsscheeps tuig, dat in de 18de eeuw ook voor sommige grote schepen in gebruik komt, zoals de schoeners. Omstreeks 1850 bloeit de theoretische scheepsbouw snel op; uit die tijd stamt ook de laatste, grote verbetering van het zeilschip met de clipper. Het langst heeft de bark zich weten te handhaven; enkele exemplaren (o.a. de Pamir) hebben zelfs Wereldoorlog II overleefd.
Onderwijl had de 19de eeuw de grote revolutie in de scheepsbouw gebracht met de invoering van mechanische voortstuwing en gebruik van metalen voor de romp. Het stoomraderschip (o.a. van Fulton 1807) evolueerde na 1838 tot het schroefschip, al was aanvankelijk veelal sprake van hulpstoomvermogen op een zeilschip of hulpzeilvermogen op een stoomvaartuig. Een belangrijke stap was later de overgang van horizontale liggende naar verticale machines, en van enkele naar triple- (of zelfs quadruple) expansie. De ijzeren, later stalen bouw en voor oorlogsschepen het gebruik van pantser, begon in dezelfde tijd, maar zette pas in 1870 goed door, terzelfder tijd met de bestudering der scheepsvormen door William Froude, in zgn. sleeptanks. Verbetering van het staal door nieuwe bereidingswijzen dateert van ca 1880. Daarnaast was grotere zorg voor de veiligheid van belang, zoals het verplicht stellen van waterdichte schotten en merken voor maximale diepgang (zie Plimsoll).
Classificatiemaatschappijen ontstonden, die toezicht houden op doordachte constructie, goede afwerking en tijdige herstellingen. De 20ste eeuw zag verdere vooruitgang in de scheepsbouw op schier ieder terrein. Op het enkel- volgde in 1888 het dubbel-schroefschip; grote schepen kregen later tot 3 of 4 schroeven. Na 1905 kwam de stoomturbine in regelmatig gebruik, welke voortstuwing zich heeft gehandhaafd bij de meeste oorlogsschepen en de grootste en snelste koopvaarders Langzamere schepen gebruiken thans grotendeels de economische dieselmotor, die uit dezelfde tijd stamt, bij enkele gepaard met electrische overbrenging. Van groot belang is het beproeven van nieuwe, meest lichte materialen (aluminium, kunststoffen), die het staal ten dele moeten vervangen; sinds 1910 is voorts het constructiesysteem ingrijpend gewijzigd, door grotere nadruk te leggen op de langsspanten op grond van studies van Isherwood en Lienau, al is dit idee verre van nieuw (de „Great Eastern” van 1858). Het geeft aan de huid grotere stijfheid en laat zo toe het getal dwarsspanten te verminderen, terwijl ook de huid- en dekplaten dunner kunnen vallen, waardoor uiteindelijk een lichtere romp ontstaat. Ten slotte werd ook een belangrijke gewichtsbesparing (naast grotere veiligheid) bereikt door invoering van het electrisch lassen (i.p.v. het vroegere klinken) dat sinds 1930 vrij algemeen is en op steeds meer legeringen kan worden toegepast.
Niet het minst is de vooruitgang in de moderne scheepsbouw merkbaar in de outillage en organisatie der werven. Bedrijfsbureau’s verrichten tegenwoordig omvangrijke, voorbereidende arbeid, als uitvoerige berekeningen, tekenwerk e.d. Voorvervaardiging (prefabricage) van onderdelen in fabrieken beperkt het werk op de helling en verhoogt zo de capaciteit. Mechanische hulpmiddelen voor handarbeid (machinaal klinken, automatisch lassen) geven verdere tijdsbesparing. Toch zal de scheepsbouw, behalve voor eenvoudige typen in bijzondere omstandigheden (oorlogstijd), niet spoedig het karakter van massafabricage krijgen; daarvoor lopen de aan elk schip gestelde, individuele eisen te veel uiteen.
Scheepsbouwkunde.
Deze omvat de theoretische en practische scheepsbouw, waarvan de eerste zich bezighoudt met de algemene theorie van drijvende voorwerpen, als hun stabiliteit, gedrag bij zeegang, gevolgen van lekken, het sturen, weerstand in het water, gedrag bij te water laten, en voorts de theorie der schroeven, zeilen en andere middelen van voortbeweging. Hulpwetenschappen zijn theoretische en toegepaste mechanica, materialenkennis, technologie en metallografie.
Voldoende kennis van machinebouw, electrische apparatuur, van scheepsmetingen, ventilatie en verwarming en al wat meer bij het afbouwen en uitrusten van het schip komt kijken, alsmede van de wettelijke voorschriften betreffende de scheepsveiligheid enz. is eveneens voor de scheepsbouwer onmisbaar. Daarbij komen kennis van de practische werkmethoden (materiaalkeuze, vormgeving, indeling ruimte, ligging leidingen enz.), van personeelszaken (vakbonden, loonpolitiek), commerciële aangelegenheden (aanbesteding, contracten) en dergelijke. Dit alles maakt een grondige opleiding nodig, die voor ingenieurs geschiedt aan de Technische Hogeschool te Delft. Zij geeft gelegenheid tot specialisatie als constructeur, bedrijfsleider of theoreticus. Een lagere categorie van leiders komt van de zgn. Middelbaar Technische Scholen (Dordrecht, Haarlem, Rotterdam).
Diploma’s kunnen ook door zelfstudie verkregen worden. Daarnaast behoeft het bouwbedrijf tekenaars en werklieden die veelal op ambachtsscholen (of door het bedrijf zelf georganiseerde vakscholen) worden opgeleid; uit de laatste komen de bazen en meesterknechts voort.
Ontwerpen van een schip.
Van de eerder genoemde berekeningen vermelden wij hier het bepalen van de inhoud van het ondergedompelde gedeelte en de ligging van zijn zwaartepunt. Het product van dit volume en het soortelijk gewicht van het verplaatste water geeft het gewicht van het schip bij een zekere diepgang (wet van Archimedes); omgekeerd kan men langs die weg de diepgang berekenen, wanneer het gewicht verandert of het schip in ander water gaat varen (zoet of zout water in verschillende delen der wereld). Voorts moet het gezamenlijk zwaartepunt der scheepsgewichten binnen zekere afstand grenzen recht boven het zwaartepunt van het volume komen te liggen, wil het schip rechtop drijven en bij wind en zeegang de gewenste bewegingen maken (zie stabiliteit).
De berekening der volumina geschiedt meest door het oppervlak van een aantal geprojecteerde doorsneden (meest verticaal en dwars gekozen) te meten en daaruit bijv. met de regel van Simpson het volume te berekenen. Belangrijk is ook de kennis der oppervlakken van horizontale doorsneden (de „waterlijnen”) omdat bij het aan boord plaatsen van een klein gewicht de vermeerdering van het ondergedompeld scheepsvolume ongeveer gelijk is aan het w.l. oppervlak maal de diepgangstoeneming en deze laatste dus (rekening houdend met het s.g. van het water) kan worden bepaald. De resultaten der berekeningen, die betrekking hebben op de vorm van het schip (doorsneden, volumina en zwaartepunten) worden in één zgn. „carène-diagram” als krommen opgetekend (carène = het ruimtelichaam door de scheepsromp voorgesteld).
Ander belangrijk werk is het berekenen van de sterkte der geprojecteerde constructie, allereerst in langscheepse zin. Hierbij wordt het schip beschouwd als een balk, die op één of tussen twee golftoppen drijft en belast is met de opwaartse krachten der waterverplaatsing en de neerwaartse der gewichten. Men vindt hieruit het verloop der dwarskrachten en buigende momenten langs de scheepslengte. In eerste instantie neemt men het grootste moment aan en wel uit M = (P×L)/C (totaal gewicht maal lengte, gedeeld door een getal, dat uit de ervaring bij benadering bekend is) en zorgt dat de middendoorsnede aan dit moment weerstand kan bieden. Is het schip in hoofdzaak getekend, dan wordt een naberekening gemaakt voor een „standaardgolf”, even lang als het schip, hoogte 1/20 van de lengte en met trochoïdaal profiel. Men tekent nu het schip (met enig proberen) voor beide standen (op één top en tussen 2 toppen), zodat gewicht en totale opdrijvende kracht gelijk zijn.
Daarna kan men dwarskrachten en momenten vinden en nagaan of alles bevredigend is. Bij deze berekening laat men alle dynamische krachten weg, doch door het kiezen van de toelaatbare spanning overeenkomstig die bij een ander, goed gebleken schip, heeft men voldoende veiligheid.
Wordt het schip volgens de voorschriften der classificatiemaatschappijen gebouwd, dan is de berekening niet nodig. Verdere berekeningen betreffen de bodem (zowel voor drijvend als voor op een dokstapeling rustend schip) en soms de dwarsstevigheid en die van hoge opbouwen en masten (voor de dynamische belasting door traagheidskrachten bij slingeren). De schotten berekent men veelal door aanneming van een waterdruk, die zou ontstaan indien de zee enige afstand boven het dek zou staan. Men laat in dit geval een spanning gelijk aan de vloeigrens toe. Langsdragers onder dekken worden meest met de stellingen van Clapeyron gecontroleerd; voor laadmasten heeft een Staatscommissie in Nederland de te volgen methoden aangegeven. Voor sommige schepen zijn trillingsberekeningen nodig om zekerheid te verkrijgen dat geen hinderlijk of gevaarlijk trillen zal optreden door machines en schroeven.
Van veel betekenis is voorts een juiste vormgeving waarvoor het slepen van modellen en de practijk ons de gegevens verschaffen. Men stelt die afhankelijk van enige hoofdcoëfficiënten, zoals de blokcoëfficiënt, d.i. de verhouding van de onderwaterinhoud (de carène) van het schip tot die van een rechthoekig lichaam met gelijke lengte, breedte en diepgang. Is die verhouding groot, dan is het schip „vol”, anders „scherp”. Deze bl.c. (δ) is voor vrachtschepen met hun volle grootspanten een goede karakteristiek, maar niet voor snelle schepen met een scherp grootspant, waar de coëfficiënt (β) = oppervlak ondergedompelde deel van het grootspant/rechthoek B × T (T = diepgang) klein is. Daarom is het in het algemeen beter de carèneinhoud te vergelijken met een trog, die als doorsnede het grootspant heeft en als lengte de scheepslengte. Deze coëfficiënt (φ) heet „prismatische” of „cylinder-coëfficiënt”. Men ziet dat: φ × β = δ; want D/L.B.T. = δ, gr.sp./B.T. = β en D/gr.sp.×L = φ, (waarin D = waterverplaatsing).
Voor zeeschepen heeft de Amerikaanse ingenieur Taylor na proeven met vele modellen krommen vastgesteld, waaruit men de restweerstand per ton △ (△ = het deplacement in zeewater met s.g. 1,026 t/m3 in Eng. tonnen) kan aflezen, afhankelijk van relatieve snelheid, van de slankheid en van φ. De slankheid wordt gegeven als D/L3 (anderen geven: L/√(3&D) als criterium), terwijl de rel. snelheid volgt uit de voor het schip opgewekte golfsystemen.
Zij is gelijk V/√(L) gesteld (meest V in knopen en L in voeten) al zou juister zijn V/√(gL) (V in m/sec, L in m, g in m/sec2).
Belangrijker nog is als regel de wrijvingsweerstand, die men uit formules kan berekenen, welke door verschillende geleerden na vele proeven zijn opgesteld. Bekend is o.a. die van Schoenherr; de oudere van Tideman geeft hogere uitkomsten en is dus geschikt voor ontwerpwerk. Deze weerstand blijkt afhankelijk van V2 (bij Tideman ca V1,85), en van andere factoren.
Splitsing van de totale weerstand in tweeën is nodig omdat de restweerstand direct omrekenbaar is van model op schip, zijnde zuiver mechanisch, mits men de relatieve snelheid van model en schip gelijk neemt. (Theorieën van Reech en Froude). Voor de wrijvingsweerstand echter geldt een andere omrekening, die veel moeilijker te verwezenlijken is. Bij de sleepproeven laat men daarom het model varen met de juiste relatieve snelheidseis, meet de weerstand, berekent daarvan het wrijvingsdeel en trekt het af. Vervolgens rekent men de rest om tot scheepsgrootte, telt daarbij de berekende wr.w.st. van het schip en weet dan de juiste weerstand van het laatste. Intussen zijn er zoveel onzekerheden en andere factoren naast de door Taylor genomen hoofdkarakteristieken (zoals de verdeling van het deplacement langs de lengte, de scherpte der waterlijnen in het voorschip, de juiste weerstand van „aanhangsels”, zoals roeren, kimkielen, asdragers, enz.), dat men tegenwoordig de benaderende berekening steeds laat controleren in een sleepbassin (zie scheepsbouw, scheepsbouwproefstation).
Een moeilijk vraagstuk is voorts het ontwerpen van de schroeven, met behulp van bladen diagrammen, opgemaakt uit talrijke modelproeven. Eerst bezigde men die van Taylor en Schaffran, maar tegenwoordig geeft men de voorkeur aan die van het N.S.P. De schroef heeft een naaf waarop meest 3 of 4 bladen zijn bevestigd gevormd volgens een gedeelte van een schroefvlak, met een druk- en rugzijde, een intredende en een uittredende kant, en veelal een ellipsvormige omtrek. Normaal heeft de schroef een constante spoed (axiale verplaatsing voor 360° draaihoek), waarvan de verhouding tot de diameter karakteristiek voor de schroef is, evenals de breedte/bladoppervlak, het oppervlak der bladen/oppervlak omgeschreven cirkel (de „Schijf”), de bladdikte/breedte, de naafdiameter/schijfdiameter en natuurlijk het aantal omwentelingen en het te leveren vermogen. Wanneer de schroef wentelt worden de bladen omstroomd, waardoor een druk aan de drukzijde en een onderdruk aan de rugzijde ontstaat. De zuiging is de grootste en het drukverschil (stuwdruk) trekt de schroef naar de rugzijde, en aldus gaat het schip vooruit. Was er geen druk en alleen zuiging, dan zou bij elke omwenteling het schip juist de lengte van de spoed vooruitkomen.
Het verschil tussen deze „spoedsnelheid” en de ware snelheid noemt men de „slip” van de schroef. Men onderscheidt daarbij de „schijnbare slip” t.o.v. de scheepssnelheid = 1 − V/n.H (V = scheepssnelheid, n = aantal omwentelingen per tijdseenheid en H = spoed) en de „ware slip” t.o.v. de werkelijke stroom (Ve = 1 − Ve/n.H waarbij dus Ve kleiner is dan V). Het water om de schroef toch is trager dan het schip; gedeeltelijk uit een hydrodynamische noodzaak (het vernauwen resp. verwijden der stroomlijnen bij het middenschip en vóór en achter) en gedeeltelijk uit het meesleuren van water ten gevolge van wrijving tussen schip en water. Deze „volgstroom” moet men kennen voor een goed schroefontwerp en dat is zeer moeilijk, omdat ze op verschillende plaatsen achter het schip zeer varieert. Bovendien werkt de schroef door zijn aanzuigen van water en door het naar achteren werpen er van zelf in op de stroming rond schip en roer en beinvloedt aldus weer de weerstand. Dit alles is zeer ingewikkeld en slecht voorspelbaar, en vraagt om uitgebreide experimenten.
Door onderzoek is voorts gebleken dat een constante spoed, radiaal genomen, niet steeds het beste resultaat geeft (de N.S.P.-diagrammen zijn gebaseerd op niet-constante spoed in tegenstelling met die van Taylor en Schaffran). Verder kan men soms met voordeel de spoed ook axiaal veranderlijk maken. Belangrijk is verder de „cavitatie” die in cavitatietunnels (waarvan o.a. een grote te Wageningen) wordt onderzocht. De schroef vormt nl. gebieden in het water, waarin holten met zeer kleine druk voorkomen, ver onder de atmosferische, die dus al spoedig dichtslaan. Gebeurt dit op het schroefoppervlak, dan komen metaaldeeltjes los en de schroef wordt gaandeweg vernield. Bovendien kan cavitatie tot stuwdrukvermindering leiden.
Het voorkomen er van is o.a. afhankelijk van de diepte waarin de schroef werkt, van de vorm der bladen en van de wentelingssnelheid. Sneldraaiende en zwaarbelaste, zomede dikke schroefbladprofielen moet men daarom in de cavitatietunnel doen onderzoeken.
Wat ten slotte de constructie der schroeven betreft, men maakt deze monolithisch, of gebruikt op de naaf geschroefde losse bladen (minder kosten bij beschadiging van een blad, maar hydrodynamisch niet zo fraai). In de laatste tijd worden meer en meer schroeven met verstelbare bladen toegepast. Deze zijn zeer duur, maar stellen in staat op schepen, die soms snel moeten varen en soms langzaam en dan een zware last slepen, in beide gevallen over het volle motorvermogen te beschikken, met een zo nuttig mogelijk effect van de schroef. Bovendien kan men daarmee op de brug ineens van voor- op achteruit manoeuvreren zonder dat het nodig is de motor (die dus onomkeerbaar kan zijn) te stoppen.
Ten slotte vraagt het stuurvermogen vermelding. Bij het bewegen van het roer ondervindt het uit de middenstand bewogen roerblad (de „klik”) een zekere druk. Deze is laag gelegen en oefent dus op het schip een kantelend moment uit. Beweegt men het roer snel, dan ziet men het schip allereerst een zwaai naar de binnenkant van de draaicirkel maken, doch daarna gaat het naar buiten hellen, omdat de centrifugale neiging van het bovenschip samen met de waterweerstand tegen het onderschip een omgekeerd moment gaan vormen. De constant geworden roerdruk werpt dan doorlopend het achterschip om en het schip gaat dus in een cirkel varen, waarvan de grootte afhangt van de scheepsvorm onder water, de grootte van roer en roerhoek en de scheepssnelheid. Bij de grootste vaart zal de cirkel niet het kleinst zijn, al is dan de roerdruk wel groot.
Het systeem schip-roer is onsymmetrisch en daardoor ligt het schip in de draai niet volgens een raaklijn aan de cirkelbaan, maar maakt een hoek daarmee, de „derivatiehoek”; het achterschip ligt naar buiten van de raaklijn af. De roerwerking nu is afhankelijk van een goed aanliggen van de stroming. Daarom luistert een schip met een enkelplaatroer bij kleine hoeken niet goed en met een roer van gestroomlijnde vorm wel. Verder is het vaak bij onregelmatige volgstroom e.d. nodig het water leiding te geven door een verlengstuk aan de achtersteven, wat echter het draaien van de romp op zichzelf bemoeilijkt. Bij zulke tegenstrijdige overwegingen dient men het juiste compromis te kiezen, lettend op rompvorm, de plaatsing der schroeven, de verwachte waterdiepte, enz. Modelproeven leiden weer tot grotere zekerheid. Bij oorlogsschepen plaatst men vaak achter elke schroef een roer, dat dan zeer goed aangestroomd wordt.
Scheepsbouw in de practijk.
Hierbij zijn 6 stadia te onderscheiden: het maken van het ontwerp en van de voorbereidingen, de eigenlijke bouw, het te water laten, aftimmeren en beproeven. Gedurende dit gehele proces is een goede bedrijfscontrôle van het hoogste belang. Deze vergelijkt voortdurend de verkregen uitkomst met vroegere ervaring en noteert tevens de nieuwe resultaten. Men tracht op deze wijze het bouwverloop gunstig te beïnvloeden, hetzij voor het heden of voor de toekomst, t.a.v. de benodigde manuren, het verbruikte materiaal, de capaciteit van machines e.d. Een tamelijk uitgebreide staf is voortdurend bezig met het verzamelen van gegevens, zoals het zgn. „tijdschrijven”, met vóór- en nacalculatie, met ramingen voor nieuwe offertes en onderbestedingen, en niet het minst met het uitdenken van verbeteringen in werfaanleg en -uitrusting, werkmethoden en personeelsbeleid. Door vergaande „planning” vooraf, tracht men het gehele bouwverloop van begin tot eind in de hand te houden.
Allereerst wordt dan een ontwerp gemaakt, waarbij men meest uitgaat van reeds bestaande schepen van dezelfde klasse en van de speciale eisen voor het gevraagde product, die de opdrachtgever heeft gesteld. Elk schip is een compromis, en het is daarom goed van de aanvang af vast te leggen, wat primair is en wat secundair. Zo heeft economisch varen voor handelsschepen als regel een hogere prioriteit dan bij oorlogsvaartuigen. Vaste wetten bestaan in feite niet; het schip is meer of minder een kunstproduct van de maker, die alleen de feitelijke uitkomsten kan vergelijken met wat andere scheepsbouwers in soortgelijke gevallen hebben bereikt, bijv. ten aanzien van het berekend machinevermogen, van de gewichten der voornaamste onderdelen (romp, machines enz.) op zichzelf en in onderlinge verhouding, van de stabiliteit, zeewaardigheid e.d. en niet het minst van de totale kosten. Een eerste opzet wordt gemaakt, gecontroleerd en geleidelijk gewijzigd, tot eindelijk de plannen en lijnen van het schip, de hoofdgegevens der constructie, het carènediagram, de stabiliteitsberekening, de schatting der gewichtsgroepen e.d. gereed zijn. Daar voegt men dan het bestek bij, waarin de minimale technische eisen, aan het schip te stellen, op elk gebied zijn beschreven. Dit alles vormt de grondslag voor de bouwmeester.
Laatstgenoemde neemt vervolgens de nodige voorbereidingen, maakt de helling gereed, doet werktekeningen maken en laat zo spoedig mogelijk alle nodige, veelomvattende bestellingen uitgaan. De hoeveelheden staal worden gedetailleerd uit de tekeningen gehaald en in „specificaties” voor de leverancier verzameld. Zodra mogelijk worden de lijnen „uitgeslagen” (op ware grootte op een houten vloer gekrast) aangezien men daaruit de nauwkeurige maten, rondingen, hoekverdraaiingen („zwei”) van allerlei bouwdelen moet halen. Inmiddels tekent men voort aan kiel, dubbele bodem, spanten, schotten, dekken, fundaties, dekhuizen, pijpleidingen enz., opdat de werkplaatsen voort kunnen zodra het materiaal arriveert.
Spoedig daarna vangt men aan met de eigenlijke bouw, die begint in de scheepsbouwloods met platen op maat knippen of liever autogeen snijden (zgn. „branden”, daar men bij dit laatste volgens mal kan werken en de platen en profielen behalve hun vorm ook meteen hun voorbewerking voor de lasnaad kan geven); voorts met er nagelgaten in te ponsen, en die met souvereinboren van kegelvormige verwijdingen te voorzien (nodig voor „verzonken” nagelkoppen). Een grote pers brengt de platen in de gewenste buiging. In een andere werkplaats vindt men de spantenbuigerij, met een oven, om de spantprofielen te verhitten, en een „riffelvloer” van gietijzeren platen met ronde gaten. Men buigt eerst een platijzer volgens de spantenvorm, en spant dat met pennen en krammen op de uitslagvloer. Het geel tot witgloeiende spantprofiel wordt tegen deze mal gedrukt met verstelbare hydraulische persen en in zijn positie vastgeslagen.
Inmiddels worden de platen voor de huid, de schotten, enz. „afgeschreven”, d.w.z. men tekent er met krijtlijnen de juiste vorm op en merkt de gaten voor de nagels e.d. De vorm wordt verkregen door van „de vloer” mallen te „halen” die er mee rekening houden dat de plaat na knippen of branden en ponsen, en na in de vorm te zijn gezet door de „drukker”, precies passend zal zijn, zodat ook de gaten in de platen onderling en in de spanten overeenkomen. Onderdelen of secties, die gereed zijn, gaan naar de helling waar de kiel met de grootste zorg in een rechte positie wordt gelegd. Men bouwt op deze verder, zorgend dat alles goed ondersteund wordt, opdat geen vervormingen kunnen optreden. Te klinken delen worden met bouten stijf op elkaar gezet, zodat de klinkers aan de slag kunnen gaan en geen losse nagels te duchten zijn. De naden tussen dikke platen worden „gekookt” d.w.z. de plaat- en profielranden worden zo op de onderliggende plaat geslagen, dat zij water (en c.q. olie-)dicht zijn.
Dun werk wordt „aangelegd” door er katoenen stroken gedrenkt in verf of pasta tussen te brengen. Naarmate het bouwsel rijst, worden de steigers en stellingen mede verhoogd en uitgebreid.
In het algemeen zal men in Nederland zo spoedig mogelijk tot de tewaterlating overgaan, om een zo licht mogelijk schip op de helling te hebben (bijv. zonder machines of geschut) vanwege de slappe bodem en om de helling zo spoedig mogelijk vrij te krijgen voor ander werk. Schroefassen en roer dienen echter in elk geval te zijn aangebracht. Van te voren wordt het schip geperst op waterdichtheid, waarbij de verschillende tanks met water gevuld en onder een bepaalde druk gebracht worden, terwijl andere delen als huid, schotten en dekken, met een waterstraal worden bespoten. Ook is het nodig om de sterkte en stabiliteit van het bouwsel te controleren en de afloopsnelheid te schatten om te weten, hoeveel men de te water te laten romp moet afremmen. Proefondervindelijke kennis van de smeermiddelen, waarmee helling en slede worden behandeld is daartoe vereist.
Het te water laten zelf geschiedt als regel met enig ceremonieel en eenvoudig door het wegnemen van beletselen (stophouten, keggen), waarna het schip door zijn eigen gewicht achteruit van de helling glijdt. Soms echter moet het met een hydraulische pers of anderszins op gang gebracht worden. Men houdt er het oog op of het schip neiging heeft om het uiteinde van de helling neer te buigen, zodat het voorschip wordt opgelicht. Ook het gaan opdrijven van het achterschip is een kritiek moment, waarbij het schip vóór nog op een klein gedeelte van de helling rust, die dan een zeer grote druk te verduren krijgt. Bij dit alles kan ernstige beschadiging van schip en/of helling optreden. Wordt een schip in een droogdok gebouwd (zie dok), dan loopt men deze gevaren uiteraard niet.
Voor de aftimmering, welke nu volgt, wordt als regel veel voorvervaardigd, als de houten dekken, de beschieting en het meubilair, welk laatste ook wel van hout, maar op oorlogs- en moderne koopvaardijschepen als regel van aluminium gemaakt wordt, evenals lichte dekhuizen, ventilatieleidingen e.d. Hiertoe zijn werkplaatsen met moderne machinerieën aanwezig (als lint- en cirkelzagen, schuur- en politoerwerktuigen en voor metaal ook felsmachines om profielen en verbindingsranden te vormen). Stoffeerwerk wordt meest uitbesteed en ook wel machine- en electrisch werk. Men begint al dadelijk met het schip roestvrij te maken, plaatst de beschieting, legt leidingen en electrische kabels, zet ketels en machines in, brengt masten, tuig en laadbomen aan, legt de „delen” der houten dekken (die met speciale, in het hout verzonken dekbouten aan het stalen dek worden bevestigd) richt verblijven, hutten, kombuizen enz. in, en zet alles in de grondverf. Om het schip af te werken, moet het nog in een dok opgenomen worden, voor het aanbrengen van schroeven, zinkstukken en de nodige lagen huidverf. Het roer wordt gecontroleerd en de diepgangsmerken aangebracht. Verschillende, meest lichte en gecompliceerde delen van de uitrusting (als radio- en radarinstallatie) moeten soms wachten tot later, maar het schip is nu gereed om te gaan varen.
Een serie beproevingen sluit daarna de bouwperiode af, beginnende met stilliggend en daarna varend proberen van de machines, stuur- en ankergerei, electrische installatie enz. enz., waarbij de prestaties langzaam worden opgevoerd en ontdekte gebreken verholpen. Ten slotte vinden de officiële overnemingsproeftochten plaats in tegenwoordigheid van de opdrachtgever (staat of rederij). Deze ontvangt dan de meetbrief, opgesteld door de scheepsmeters van de Scheepvaartinspectie en van de bouwmeester de uiteindelijke „revisietekeningen”, welke door latere veranderingen enigermate zullen afwijken van de oorspronkelijke plannen en werktekeningen. De K. M. laat zelf nog een „Devies” opstellen, waarin allerlei
wetenswaardigheden (als uitkomsten van beproevingen en waarschuwingen) zijn opgenomen, alsmede de nodige, afzonderlijke „livretten” omtrent de machine-installatie, gevechts- en electronische apparatuur en dergelijke.
De scheepswerven.
Het bouwbedrijf in Nederland wordt beoefend door ca 140 verschillende ondernemingen van enige omvang, waarvan verscheidene van wereldnaam (Wilton-Fijenoord, De Schelde, Smit, Ned. Dok en Scheepsbouw Mij en Rott. Droogdok Mij), die alle soorten oorlogs- en koopvaardijschepen kunnen bouwen. Zij geven aan ca 46.000 personen werk, met een gelijk getal in de nevenbedrijven (industrieën waarbij opdrachten zijn onderbesteed) en bij het toezichthoudend personeel der Scheepvaartinspectie, Classificatiemaatschappijen en der opdrachtgevers. Sommige zijn ook of zelfs in hoofdzaak reparatiewerven (zie Rijkswerf); andere specialiseren zich op bijzondere projecten als kustvaartuigen en baggermaterieel.
Ook voor vissers- en binnenschepen is er veel capaciteit; de bouw van pleziervaartuigen (jachten, toerboten) kwijnt na 1945 door de hoge kosten en belastingen, al is er enige export. Uiteraard is er groot verschil in de werkwijze tussen deze kleine en de eerder beschreven grote bedrijven. Voor de bouw van kleine schepen zijn geen of slechts summiere berekeningen nodig; ontwerp en uitvoering liggen meest in handen van dezelfde persoon; onderdelen zijn als regel met de hand te hanteren.
In 1951 kwamen in Nederland 60 zeeschepen met een totaal van 157 535 bruto ton gereed; in 1952 was ca 381.000 ton in aanbouw, waaronder 65 zeeschepen; 1000 zeeschepen ondergingen herstellingen. Ultimo 1951 was in de gehele wereld (voor zover bekend) ca 5.490.000 bruto ton aan zeeschepen in aanbouw, waarvan het leeuwenaandeel in het Verenigd Koninkrijk. Het belang van de Nederlandse „kleine” scheepsbouw blijkt bijv. uit de gemiddelde tonnage der in 1949 afgeleverde vaartuigen, hetwelk voor Groot-Brittannië 5460 ton bedroeg, tegen 3860 voor het geheel en 1600 ton voor Nederland.
Scheepstypen.
Men kan de huidige schepen op verschillende wijzen indelen, bijv. naar hun voortstuwing in: stoom-, turbine-, motor-, zeil-, roei- en sleepschepen; naar hun grootte in: schepen, (kleine) vaartuigen, boten; naar hun terrein van werkzaamheid in: zee-, kust-, rivier- en binnenschepen; naar hun vorm en bouw, als „flushdeckers”, „raised quarterdeckers” (hoog achterschip dient om de trim te verbeteren), „drie-eilandenschepen” en vele andere; naar de bestemming, als oorlogs-, handels-, vissers-, hospitaal- en kabelschepen, sleep-, redding- en veerboten, duik-, bergings-, bagger-, pleziervaartuigen, jachten, ijsbrekers, ponten, bateaux-porte en vele andere. De voornaamste categorieën kan men nog weer onderverdelen, zoals de oorlogsschepen in vliegkamp- en slagschepen, kruisers, torpedo- en onderzeebootjagers, escortevaartuigen, mijnenleggers en -vegers, onderzee- en motortorpedoboten, die elk weer in talrijke variëteiten bestaan, bijv. slag-, zware en lichte kruisers enz.
In de handelsvaart onderscheidt men allereerst passagiersschepen (met uiteenlopende eigenschappen), diverse soorten tankers en de vrachtboten (met of zonder passagiers-accommodatie), waartoe verschillende typen behoren, als erts-, kolen-, hout-, graan- en koelschepen. De visserij kent eveneens talrijke soorten, van de grote walvisvaarders (met bijbehorende jagers) via de moderne trawlers (verschillende grootten), loggers, kotters tot de kleine botters, schokkers en de open boten en vletten. Op de binnenvaart komt men o.m. tjalken en aken tegen; de sleepboten voor gebruik op rivieren in havens of op zee lopen zeer uiteen. Bovendien worden de eigenschappen van een individueel schip niet alleen bepaald door de categorie waartoe het behoort, maar tevens en niet het laatst door allerlei bijkomstige overwegingen, als traditie, smaak, wetgeving en vooral ook de technische mogelijkheden (zie verder o.m. Marine, oorlogsschip, koopvaardij, baggermachines).
IR R. F. SCHELTEMA DE HEERE
SCHOUT-BIJ-NACHT JHR H. A. VAN FOREEST
Lit.:
Theorie: Vrijlandt, Molenaar en Fabery de Jonge, Theoret. Scheepsbouwkunde (Haarlem 1948); Molenaar, Het ontwerpen van schepen (Haarlem 1948); Johow-Foerster, Hilfsb. f. d. Schiffbau; W. v. Lammeren, L. Troost en I. Koning, Weerstand en voortstuwing van schepen (Haarlem 1942, Eng. ed. 1948); D.
W. Taylor, Speed and Power of Ships (New York 1943); E. L. Attwood, Theoretical Naval Architecture (1922); G. S. Baker, Ship Design, Resistance and Screw Propulsion (Liverpool 1933); R.
N. Newton, Practical Construction of Warships (London - New York 1942); H. Evers, Kriegsschiffbau (Berlin 1943).
Algemeen: Wilke en Halfweeg, Neerlands Scheepsbouw en Scheepvaart, dl 1 (Rotterdam 1943/44).
Geschiedenis: Sir Westcott Abell, The Shipwright’s Trade (Cambr. Univ. Press 1948); J. E. Elias, De Vlootbouw in Nederland in de eerste helft der 17e eeuw 1596-1655 (Amsterdam 1933); A. Vreugdenhil, Koningen, Scheepsbouwers en Zeevaarders (Amsterdam 1952). Practische scheepsbouw: De Rooy en de Pagter, Practische Scheepsbouw (Haarlem 1950).
Tijdschriften: Schip en Werf, Shipbuilding & Shipping Record; Jaarboeken o.a. van Institution of Naval Architects, the American Society of Naval Architects & Engineers; Jaarboek voor scheepvaart en scheepsbouw; Lloyd’s Register of Shipping, Annual Report. Bibliotheken en Musea: Instituut voor Scheepvaart en Luchtvaart te Rotterdam; Ned. Hist. Scheepv. Museum te Amsterdam; Museum „Prins Hendrik” te Rotterdam; Technische Hogeschool te Delft; Ministerie van Marine, te ’s-Gravenhage.
Juridisch verstaat men onder een schip elk vaartuig, hoe ook genaamd en van welke aard ook; aldus omschrijft art. 309 W.v.K. dit begrip.
Betwist is, of men hierbij moet letten op het vermogen of op de bestemming om te varen. De bovendrijvende mening verkiest het laatste, doch haar aanhangers verschillen er onderling over, of men stil moet blijven staan bij de primaire bestemming, dan wel of ook een secundaire een voorwerp het karakter van schip kan verlenen. De meerderheid oordeelt het laatste het meest juiste; ook de rechtspraak huldigt een ruime opvatting en rekent mede baggermolens, zandzuigers, drijvende bokken, woonschepen e.d. tot schepen. Twijfel bestaat over drijvende droogdokken.
Of een voorwerp al dan niet een schip is, kan een belangrijk verschil maken. Zo zijn op een botsing van een „schip” met bijv. een brug de bepalingen uit de aanvaringstitel (artt. 534-543 W.v.K.) of de aanvaringsafdeling (artt. 936-947 W.v.K.), al naar gelang het een zee- of een binnenschip is, toepasselijk, doch op die van een voorwerp, dat geen schip is, de gewone burgerrechtelijke voorschriften uit de artt. 1401 e.v. B.W. Stelplicht en bewijslast liggen dan dus anders; ook bestaat er een beperkte aansprakelijkheid, die niet aanwezig is, als er geen schip is, enz.
De schepen worden onderverdeeld in zeeschepen (art. 310 W. v. K.) en binnenschepen (art. 748 W. v. K.), onder welke laatste sleepboten (artt. 749, 935, 944 W. v. K.) een bijzondere plaats innemen en schepen, aan het Rijk of enig openbaar lichaam toebehorend en tot deze openbare dienst bestemd (art. 778 W. v. K.), gelijk onder de eerste dergelijke publieke schepen (art. 319b W. v. K.) en vissersschepen (zie scheepsnationaliteit); ook worden zij onderverdeeld naar gelang van hun belang, dat meestal naar hun grootte wordt afgemeten (zie scheepsregister).
