Het ontwerp van binnenschepen kan veel beter. Dat vond Hilbert Noorman uit Wanneperveen. De 87-jarige oud-ondernemer had een missie: het door hem uitgedachte ‘Noormanschip’ daadwerkelijk laten bouwen. Het bevat meerdere revolutionaire onderdelen. Zo zit de schroef in de steven en is die veel groter dan nu gebruikelijk is.
Zelf maakt de gedreven oud-ondernemer die bouw niet meer mee. Hij overleed, onverwacht en na een kort ziekbed, op 28 september. Zijn zoon Norbert, die nauw betrokken was bij het project, zet het werk voort. In overleg met hem publiceren we het interview dat we onlangs met Hilbert hadden alsnog.
Hilbert Noorman werkte als aannemer, was duikinstructeur, fervent zeezeiler en had zijn eigen scheepstimmerbedrijf, gevestigd op het terrein van Scheepswerf De Kaap in Meppel. Hij is ook uitvinder en denker. Jaren al studeert hij op een nieuw ontwerp binnenvaartschip. Zijn Noormanschip is inmiddels helemaal uitgedacht, hij heeft er zelfs al een Europees patent op, maar wie durft het aan om het te bouwen?
In de schuur van zijn woonboerderij bouwde hij meerdere modellen. Het huidige is zijn vijfde, op een schaal van 1:20 een model van een tanker van 110 x 11,40 x 3,60 meter en 3.000 ton laadvermogen. Eigen tests bewezen zijn gelijk, vertelde hij trots. Het schip vaart sneller en verbruikt minder brandstof. Bij een snelheid van ruim 21 kilometer per uur en vol beladen bleek minder dan 40 procent van het vermogen nodig.
Sceptische reacties
Maar in de scheepvaart en scheepsbouw ontvangt hij louter sceptische reacties. De sector is te traditioneel en zit vastgeroest in oude concepten, stelt Hilbert. In de scheepsbouw is altijd gekozen voor voortstuwing door watermassa te verplaatsen: de schroef duwt het water aan de achterkant weg en daardoor beweegt het schip zich naar voren.
Daarmee heeft men altijd het paard achter de wagen gespannen, zei Noorman met een passende metafoor. Het werkt maar gaat volgens hem ten koste van groot energieverlies. De schroef in de steven van het Noormanschip trekt de massa via een zuigmond aan en die wordt door de schroef in een volkomen gesloten tunnel onder het schip verstuwd. Die stuwgolf zuigt hij aan – in plaats van dat het schip alles aan de kant drukt.
Nieuw schroefontwerp
Voor het ontwerp van de schroef kreeg hij hulp van Leonard Hartog uit in Dordrecht. Zijn bedrijf Hartog Scheepsschroeven vervaardigde twee traditionele schroeven, passend in de vacuüm tunnel van het Noormanschip. Hilbert kwam nadien tot de conclusie dat de traditionele schroef nooit de reactiekrachten kon opbrengen die hij nodig achtte voor zijn ontwerp. Daarom bedacht hij een compleet nieuwe schroef, met zeven bladen die zo ver mogelijk van het hart van de schroef vandaan staan. “In het hart van de schroef worden immers geen reactiekrachten ontwikkeld. Om het hart toch functioneel te maken, is er een parabolische kop geplaatst.”
Deze vorm werd hem door professor Bendiks Jan Boersma van de TU Delft geadviseerd. Door de parabolische kop stroomt het water versneld naar de bladen.
Glad achterschip
Met de schroef voorop werd een heel ander achterschip mogelijk dan we nu gewend zijn. Inspiratie haalde Hilbert uit de natuur. “Kijk naar vissen en watervogels… Aan de achterzijde lopen ze op niets uit. De massa mag zich niet aanhechten. Een vaartuig heeft daarentegen een volle kont en het vlak loopt schuin naar achteren omhoog. Dat zorgt voor zuiging.”
Daardoor beweegt een schip zich onvoordelig door het water, met onnodig veel weerstand. “Een schipper zei me eens: ‘Als ik uit Rotterdam vertrek en ik kom in Bazel aan, dan heb ik het water van Rotterdam nog aan mijn kont hangen.’”
Atmosferische tunnel
Hilbert bedacht ook dat het opvoeren van reactiekrachten kan gebeuren door de watermassa niet te versnellen maar juist te vertragen, door de schroef groter uit te voeren te vergroten en trager te laten draaien. De schroef van het model was in verhouding 2,3 keer groter dan die van de voorbeeldtanker. Hij steekt uit boven de waterlijn.
“Maar hij kan ook drie of vier keer groter zijn. Een grotere schroef wordt minder zwaar belast en heeft een hoger rendement. Door de grotere afmetingen en het veel lagere toerental van de schroef wordt de massa in een veel tragere snelheid verstuwd. “Versnellen van de massa vergt veel energie. Vertragen van de massa doet het omgekeerde.”
Dit principe, vergelijkbaar met het ‘fietspompeffect’, waarbij je steeds zwaarder moet pompen naarmate er meer druk in de band van je fiets komt, zorgt ervoor dat de reactiekracht wordt gemaximaliseerd door de eveneens toenemende atmosferische druk aan de onderzijde van het vaartuig.”
De grotere schroef steekt niet onder het schip uit – en de diepgang wordt er dus niet door beperkt – maar ruim boven het vlak. “Ook ter bescherming tegen beschadiging door het vele afval in de vaarwegen. Dat is te danken aan de atmosferische tunnel die tot de
onderkant van het schip doorloopt.”
Dan komt de theorie over atmosferische krachten van wis- en natuurkundige Blaise Pascal om de hoek: het water is in de atmosferische tunnel geheel omsloten en de massa wordt door de schroef onder het vlak door gestuwd.
Er zitten twee roeren in de kop, na de schroef. “Er is ook een roer op het achterschip, dus drie roeren in totaal.” Het stuurpunt zit in het midden van het schip. De krachten zijn vergelijkbaar met een wipwap.
Snelheid verhogend
Bij het Noormanschip verstuwt de schroef de – grotere – watermassa in een vertragend tempo naar de onderzijde van het vaartuig. “Daar is de atmosferische druk hoger en daar waar water niet samendrukbaar is, betekent dit dat de druk van onder het vlak in evenwicht komt met de druk direct achter de schroef; dit leidt tot een hogere reactiedruk. Zo krijgt het schip meer vaart.”
“Bij een diepgang van 3,60 meter is de absolute druk aan de onderzijde van het vlak 1,36 Bar. Dat is 36 procent meer reactiedruk dan de 1 Bar op zeeniveau, aan dek. Als je deze deze extra druk benut, werkt het snelheid verhogend.”
Ondanks alle tekeningen, berekeningen en proeven, kreeg Hilbert geen voet aan de grond in de scheepsbouwwereld. Hij zei diverse scheepsbouwers te hebben aangeschreven, maar niemand ziet het zitten.
Tegengewerkt
Hij is ook bij MARIN en TU Delft geweest, voor proeven in hun bassins. Daar is hij tegengewerkt, vond hij.
Bij het maritiem onderzoeksinstituut in Wageningen werd Hilbert in 2019 ingeloot voor 14 dagen gratis tanktijd voor mkb’ers. MARIN meldde hem, zo vertelt hij, dat de uitkomst van de tests en berekeningen was dat er meer dan 16.000 pk aan motorvermogen nodig zou zijn. “De oorzaak zou zijn dat de massa in de vacuüm tunnel een keer van richting zou moeten veranderen. De tanker verbruikte daarentegen maar 1.757 pk. Dit zou betekenen dat het ontwerp bijna tien keer meer vermogen nodig had dan traditionele vaartuigen.”
Dat bestreed Hilbert. “Maar ik mocht niet bij de tests aanwezig zijn vanwege de veiligheid. We mochten ook niet meekijken via een monitor of zo.”
“Achteraf ontdekte ik dat MARIN bij aanvang van de proeven een kunststof huls om het zchtbare, draaiende deel van de schroefas hadden geplaatst. Hiervoor was geen toestemming gevraagd. Het zou ten goede komen aan het bepalen van het opgenomen vermogen, zeiden de laboranten.”
Die schroefas was gemaakt door iemand van het Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium in Marknesse en die had vooraf gezegd dat ze Loctite, een soort lijmmiddel, hadden moeten gebruiken. Maar dat hebben ze niet gedaan. Al zeiden ze van wel. Toen ik mijn spulletje terugkreeg, heb ik het gecheckt en zag ik dat ze er vet aan hadden gesmeerd. De eerst zilverblanke onderdelen waren verbrand. Die hebben een temperatuur van minstens 400 graden Celsius te verduren gehad. Dat heeft de resultaten van het onderzoek beïnvloed.”
Wetenschappelijke methode
Op de vraag of MARIN wilde reageren op de kritiek, laat een woordvoerder weten: “In de periode 2019-2021 hebben wij uitgebreid met de heer Noorman gecorrespondeerd over zijn kritiek op de methode en resultaten van de proeven die zijn uitgevoerd tijdens zijn MKB-slot bij MARIN. MARIN herkent zich niet in die kritiek en staat volledig achter de gebruikte wetenschappelijke methode en de gecontroleerde resultaten die de proeven opleverden.”
Hij vervolgt: “Wij begrijpen dat die teleurstellend zijn voor de heer Noorman. Uiteindelijk hebben we moeten constateren dat verder gesprek de situatie niet verder hielp en hebben wij dit dossier afgesloten. Het is wat ons betreft dan ook niet zinvol om die discussie opnieuw te voeren in de media.”
Veiligheid
Vorig jaar zou Hilberts model in het bassin van de TU Delft worden getest. Daar hoorde hij vlak voordat de proeven zouden plaatsvinden dat hij er ook daar niet bij zou mogen zijn.
“Omdat een medewerker van TU Delft eerder een rib had gebroken tijdens een test en daar ik niet onder de verzekering van TU Delft viel, konden de proeven geen doorgang vinden. Dat was reden om de boel af te blazen.”
Het contact was met professor en onderzoeker Bendiks Jan Boersma, voorzitter van de faculteit Maritime and Transport Technology bij de TU. Voor het overlijden van Hilbert bekend was geworden, reageerde hij desgevraagd: “Het probleem, was en is, dat de heer Noorman behoorlijk op leeftijd is en er inderdaad wat veiligheidsissues zijn rond de opstelling. Niet-TU-medewerkers vallen niet onder onze bedrijfsongevallen verzekering en als ik hem toch toegang zou geven en er gaat iets mis dan ben ik daar persoonlijk aansprakelijk voor.”
Waarom zou hij zijn tegengewerkt? Hilbert had wel een vermoeden: ongeloof of onwil. “Dit idee ontkracht alle theorieën en technieken waar ze al meer dan 300 jaar mee werken.”
Door Martin Dekker
