Welke boegschroef kiezen?

Een boegschroef, in het Engels thruster genaamd, wordt voorgesteld als een onmisbare luxe. Ik heb veertig jaar zonder gevaren. In 2014 heb ik de zeilsport voor een kottertje geruild om de Europese binnenwateren te verkennen. Die kotter had al een boegschroef en ik erken dat het inderdaad een aangename luxe is. Grootste voordeel voor mij? Mijn echtgenote heeft na een enkel praktisch lesje in manoeuvreren een boost aan zelfvertrouwen erbij gekregen.

Wat is het nut van een boegschroef?

Een boegschroef is ideaal om comfortabel te varen zonder stress. En stress is wat je niet zoekt als recreatievaarder. Een van de voornaamste voordelen is de wetenschap dat je altijd nog met de boegschroef kunt corrigeren. Zo kun je als ‘ervaren’ weekendschipper onopvallend proberen de meer ingewikkelde manoeuvres traditioneel uit te voeren, om met de boegschroef in te grijpen als dat dreigt mis te lopen. Voor de hand liggende situaties die je met een boegschroef oplost:

  • Single-handed vertrekken, zelfs met slechts een halve meter speling tussen andere schepen
  • Om de as draaien bij beperkte manoeuvreerruimte zoals in de meeste jachthavens
  • Achteruit een smalle box invaren (ik leg normaal met de Middellandse Zee methode aan)
  • Sturen bij het achteruitvaren
  • Boot in positie houden voor een gesloten brug of sluis
  • Wegvaren van lagerwal
  • De minder ervaren echtgenote laten sturen bij het aanmeren zodat de schipper zijn spierkracht kan steken in trossen vastmaken

Schippers die nooit met een boegschroef hebben gevaren tonen zich soms verbaasd dat een boegschroef alleen effect heeft bij geen of geringe snelheid vooruit. Een boegschroef in een tunnel dient niet als correctie op de hoofdaandrijving. Wanneer een klein beetje snelheid wordt gemaakt vervalt het effect. Natuurlijk bestaan er motoren zonder tunnel met een 360 graden draaibare schroef die ook als backup aandrijving dienen. Zo’s back-up systeem is overkill voor de meeste recreatievaarders.

Waarom een hekschroef?

Er zijn slechts weinig schepen zo slecht manoeuvreerbaar dat ze drie schroeven nodig hebben. In mijn ogen is er maar één doorslaggevend argument om zowel een boegschroef als een hekschroef te monteren. En dat is verhuur of het regelmatig laten gebruiken van het schip door onervaren mensen. Met een driedubbele schroef hoef je verhuurders alleen te leren dat ze langzaam manoeuvreren met het doorzettend gewicht aan waterverplaatsing.

Is het geluidsniveau belangrijk?

Wanneer je de advertenties van leveranciers bekijkt, lijkt het geluidsniveau van primair belang. In de recreatievaart worden in 98% van de gevallen elektrische boegschroeven gemonteerd. Die kunnen doorgaans maximaal twee minuten aan een stuk worden gebruikt. In realiteit is 20 seconden de boegschroef laten draaien al een zee van tijd. Meestal geef je kleine corrigerende klapjes van een paar seconden.

Bij de meeste elektrische boegschroeven is de elektromotor op de tunnel gemonteerd. Een enkeling, zoals CUPA, heeft de motor in de tunnelbuis. Die stalen buis wordt bij veel boten geplaatst onder of vlak voor de kooi in de punt. Daar komt lawaai tevoorschijn, de vraag is of er iemand op dat moment slaapt.

Als het de kooi is voor kleine kinderen zullen die rechtop zitten zodra je in een sluis de kop naar de kant drukt. Als je echtgenote daar slaapt en je vertrekt (zoals ik) liefst al bij zonsopgang dan moet je wegvaren zonder boegschroef of een geïsoleerde stille monteren.

Kun je een boegschroef isoleren?

Aan de buitenkant is de schroef hoorbaar, het geluidsniveau hangt af hoe diep de tunnelbuis is gemonteerd. Twintig centimeter onder water of een meter onder water maakt een wereld van verschil. Daarnaast verschilt het geluidsniveau per merk. Sommige buren in de sluis vinden dat geluid storend. Trek je je daar iets van aan? Ik niet. Als je dat wel doet dan schijnt een kunststof schroef (o.a. Craftsman, Vetus) minder geluid te geven. Dat beweren die leveranciers tenminste.

De goedkoopste binnenisolatie maak je zelf. Timmer aan de binnenkant een bak om de tunnel, bekleedt die met plastic en vul die met zilverzand. Dat heeft ook (een beetje) het effect van extra ballast in de punt. Het zand vangt de vibraties op. De elektromotor krijgt een geïsoleerd kapje, wel opletten dat die niet sneller overhit zal raken. De motor raakt zijn warmte kwijt via de tunnelbuis.

Natuurlijk is het ook mogelijk om ontdreunende Zincor plaatjes te  plakken in een laag geluiddempende pasta rondom de tunnelbuis.

Plaats van de boegschroef in het schip

Des te verder de boegschroef naar voren is geplaatst, des te effectiever de werking. In sommige gevallen laat de romp geen keus. Bij een stalen romp bestaat de mogelijkheid er een tunnelbuis ‘tegen aan te plakken’. Onderstaand een foto van een dergelijke creatieve oplossing (ter beschikking gesteld door sponsor Drinkwaard – Sliedrecht, gemonteerde boegschroef is van Craftsman):

    

Je begrijpt het dilemma. Een boeg loopt omhoog, de boegschroef presteert het best als die diep in het water zit waardoor die geen lucht aanzuigt en onder het beginpunt van de waterlijn is gemonteerd om met de minste moeite de boot rond te drukken. De regel dat bovenkant van de tunnel een diameter diep onder water moet zitten is een minimum en niet optimaal.

Boegschroef elektrisch, hydraulisch, diesel, uitklapbaar of een jet?

Uitgaande van een recreatievaartuig en de budgettaire mogelijkheden komt meer dan 90% van de jachtschippers op een elektrische boegschroef uit. De beperking van een Elektrische Thruster zit in de gebruiksduur en de benodigde extra accucapaciteit. Een boegschroef is uitgerust met een relais dat oververhitting voorkomt door die uit te schakelen. Afhankelijk van merk en model treedt dat relais tussen de 30 seconden en 7 minuten in werking. De meeste boegschroeven zijn gemaakt om maximaal 2 tot 3 minuten per uur daadwerkelijk te draaien.

Toch is een hydraulische boegschroef mijn ideaal

Een elektrische boegschroef is een aan/uit verhaal. Je manoeuvreert met stootjes op vol vermogen. Bij hydraulica kun je iedere snelheid instellen. Bijvoorbeeld de boot rustig in een sluis tegen de kant aan blijven drukken. Je bent ook niet gebonden aan een maximale gebruiksduur, die is onbeperkt. Het felle snerpen van de elektromotor komt ook te vervallen, alleen de hoofdmotor blijft draaien voor het aandrijven van de hydraulische pomp.

Helaas is deze oplossing duur om alleen de boegschroef aan te drijven. Bij een grote werkboot loont het misschien de moeite, hoewel dan een boegschroef met een eigen dieselmotor ook een alternatief vormt. Anders wordt het pas betaalbaar als je de hoofdaandrijving en de eventuele generator ook hydraulisch zijn uitgevoerd. Een hydraulische ankerlier is dan ook een betere optie etc.

Voor een werkboot die urenlang op zijn plaats moet worden gehouden lijkt hydraulische aandrijving van de boegschroef logisch, maar welke recreatievaarder heeft een boegschroef langer nodig dan 10 tot 20 seconden per keer dat hij aanmeert of vertrekt?

Hoeveel pk / kgf stuwdruk heb ik nodig?

Op vraag van velen hebben we de berekening van de boegschroef  ook buiten de uitgebreide calculatie bootaandrijving  gezet. De berekening bestaat uit een serie afzonderlijke formules voor lengte, waterverplaatsing en windvang. De grootste stuwdruk wordt getoond als resultaat.

Veel leveranciers hanteren als enige maatvoering de lengte van de boot. Dat klopt niet. Een stalen schip van 10 meter weegt al snel 9 ton, een polyester kruiser hooguit 40% daarvan. Ook zal een lange lage sloep nauwelijks weerstand ondervinden bij een flinke wind en een kotter met een hoge kajuitopbouw strak tegen lagerwal aan worden geblazen.

Bedenk ook dat de lengte van de tunnel een flinke invloed op de stuwkracht heeft. De specificaties van de fabrikant zijn gemeten bij een tunnel van twee keer de diameter in lengte. In de foto’s hierboven klopt dat wel, maar in mijn kottertje is de tunnel zeker 70 centimeter lang. Dat kost kracht.

Kijk voor een boegschroef naar de kgf (kilogram force), die geeft de stuwkracht aan. De pk’s kun je eigenlijk negeren. Het vermogen uitgedrukt in pk is slechts een klein onderdeel om de kracht van een boegschroef te beoordelen. De diameter van de tunnelbuis, het aantal schroefbladen, de spoed van de schroef, aantal toeren, de reductie en de hoeveelheid vrije ruimte die in de tunnel overblijft om water weg te stuwen bepalen samen de stuwkracht in kgf.

Als je een boegschroef van dichtbij bekijkt dan zie je al snel dat goedkopere modellen niet dezelfde stuwkracht naar stuurboord als naar bakboord kunnen geven. Ongeacht wat de leverancier beweert. Modellen met een dubbele schroef wel. De vraag is of je het nodig hebt.

Wat is beter een 12V of 24V boegschroef?

Het verbruik van een elektrische boegschroef lijkt gigantisch waarbij het aantal amperes zeer hoog kan oplopen. 350 Ampere bij 12V is geen uitzondering. Een minimale accu van 165Ah wordt al snel als minimum gehanteerd. Bij 24V halveert het benodigde amperage maar heb je twee accu’s nodig. In mijn kotter heb ik het gehele boordnet bij de refit naar 24V gebracht. Mijn accu’s staan ruim vijf meter van de boegschroef af, op deze manier blijft het spanningsverlies (=warmte afgifte door de kabels) binnen de perken.

Er is een punt dat door veel mensen over het hoofd wordt gezien. De thermische beveiliging. Als die aanspringt na twee of drie minuten is de boegschroef een uur niet bruikbaar. De hoeveelheid vermogen van je accu mag je best baseren op de thermische beveiliging. Meer ga je nooit trekken.

Een accu kun je maximaal continu belasten met de capaciteit gedeeld door vijf. Maar, dat geldt voor continu belasten, niet voor korte klapjes met de boegschroef. Met korte stootjes belast je die veel hoger. Dat betekent dat je met korte stoten van een paar seconden inderdaad als startstroom 350 Ampère kan onttrekken aan een 12V accu. Alleen sluit na 120 seconden de thermische beveiliging de boel af.

Twee minuten 350 Ampère betekent 2/60 x 350A = 12A. Dus waarom zou je investeren in bijkomende accu’s voor de boegschroef? Je laat die hooguit 30 seconden werken in een sluis of jachthaven. De 3Ah die dat kost is verwaarloosbaar ten opzichte van je koelkast.

Is een maat grotere boegschroef wenselijk?

De boegschroef stuwkracht uit onze calculatie zou moeten voldoen, ook als het een beetje flink waait. Toch zijn de situaties op het water nu eenmaal onvoorspelbaar.

Dit lijkt op de vraag of je een anker koopt dat houdt als je een zware storm moet weerstaan, of dat je met slecht weer nooit uitvaart. Murphy’s law stelt dat als het verkeerd kan lopen dat je dat ook zult meemaken. Dus je wordt op zondagmiddag om 5 uur door windkracht 6 met bijbehorende golfslag tegen de lagerwal gedrukt van de steiger langs een guur eilandje in the middle of nowhere. Je moet naar huis en de gemonteerde boegschroef is berekend op de standaard benodigde stuwkracht voor het aan- en afmeren in een box van de beschutte jachthaven.

Dit is een van de weinige argumenten om een nog sterker model dan noodzakelijk te monteren. Mits die voldoende ver onder water zit, zodat die extra stuwkracht niet wordt gebruikt voor schuimproductie. Maar er bestaan natuurlijk ook nog zoiets als pikhaken om de boegschroef te helpen met het loskomen van lagerwal.

In onze calculatie gaan we uit van wegdraaien van lagerwal waarbij de opbouwhoogte en de waterverplaatsing is ingecalculeerd. Ik zou heel graag commentaar krijgen of deze berekening klopt bij mensen die de capaciteit van hun boegschroef hebben gebruikt tijdens storm.

Alternatieve boegschroeven

Binnenvaartschepen zetten er een dieselmotor bovenop om de honderden tonnen dwars weg te drukken. Mensen die samen met de boegschroef de zekerheid van een reserve aandrijving zoeken, monteren een extra motor met een schroef eronder aan een 360º draaibare kop.

Relatief nieuw is de uitklapbare boegschroef. Vooral populair bij zeiljachten die geen behoefte aan extra weerstand hebben van de tunnelbuis tijdens het (wedstrijd-)zeilen. Dit vormt ook een oplossing voor een hekschroef onder een zwemplatform die alleen uitklapt tijdens het manoeuvreren. Belangrijk nadeel is dat een inklapbare boegschroef binnen veel meer ruimte inneemt en drie keer duurder is dan de vast gemonteerde variant.

Een geheel andere oplossing is een waterjet. Die vormt met impellers een straalmotor onder water waarvan de straalrichting wordt afgebogen met een draaibare kop. Veel superjachten zijn met twee of drie waterjets uitgerust. Natuurlijk duur, bedoeld voor snelheden boven de 20 knopen of ondiep water. Een variant daarop is een kleine vast gemonteerde waterjet voor platbodems. Ook ruim twee keer duurder dan een traditionele boegschroef.

Is RIM de toekomst van de boegschroef?

De RIM-Driven Thruster innovatie lijkt het pleit te gaan winnen zodra we met onze schepen het geavanceerde elektro tijdperk binnenvaren.

De propeller is in de buis gemonteerd en geïntegreerd met de elektromotor. Tandwielen en koolborstels ontbreken, de thruster is de elektromotor. Het resultaat is een compacte doos in een tunnel, je sluit de stroom aan en je bent zowel de motor als de schroef kwijt.

Gevolg is een bijna geluidloze boegschroef (of hekschroef) die je traploos kunt bedienen en onbeperkt mag laten draaien.

Voorzover mij bekend heeft alleen Vetus twee stuks in het assortiment, de kleinste draait op 48V en levert 125 kgf. Aanbevolen voor jachten vanaf 14 meter. Je hebt er 4 accu’s voor nodig of een omvormer, maar die hoeven niet zo groot te zijn. Vier keer 50 Ampere schijnt al te voldoende te zijn. De RIM gebruikt op volle kracht 180 Ampère, doordat die traploos instelbaar is zul je die langer aanzetten met een veel geringere belasting. Er zit ook geen verschil in stuwdruk tussen stuurboord en bakboord.

Een innovatieve oplossing die niet duurder dan een ‘merk’ boegschroef is. Het enige nadeel is dat die een tunnel van 250 mm vereist die ook 250 mm onder water zit.

2 Comments

  • Thijd Viegers schreef:

    Goed verhaal, maar ik mis een onderwerp: onderhoud en schoonmaken.
    Ik vaar op warm zout water, en aangroei op alle onderdelen is heftig. Vraag is hoe de verschillende types boegschroef vergelijken al het aankomt op het verwijderen van aangroei. Met name de inklapbare lijken mij lastig. Ben benieuwd naar uw reactie. MVrGr.

    • Gerjan schreef:

      Dank voor je reactie en idee voor een bijkomend stukje research.

      Ik ben geen bioloog, volgens mij heeft aangroei (en bacterievorming) water, warmte, lucht en licht nodig. Haal een van die componenten weg en de aangroei stopt.

      Wat betreft de inklapbare boegschroeven – die hebben bijna geen last van aangroei omdat die na gebruik inklappen waardoor er geen licht bij de schroef kan komen.

      In die theorie (en uiterst onpraktisch) zou twee kleppen aan het uiteinde van de tunnelbuis een einde maken aan de aangroei. Dat komt ook de snelheid ten goede, al lijkt mij dat alleen van belang voor kleinere lichte zeiljachten.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *