Naval Architecture Kandidatexamensarbete - DiVA …853529/FULLTEXT01.pdfThis chapter is a projection...

Naval ArchitectureKandidatexamensarbete

Carl-Anders [email protected]

073 092 91 9912 juni 2015

Abstract

Sjofart

This chapter is an essay that describes the role of shipping from a historical point of view aswell as the impact of shipping on society.

Fartygsprojektering

This chapter is a projection of a ship that can transport 120 000 tonnes of crude oil fromVenezuela to Seattle in the United states. The result of this projection is two ship that is 265meters long and 40 meters wide that transport 80 000 tonnes of oil to Seattle before returningto Venezuela. This journey will take 40 days with a speed of 13 knots. The ship fulfills allregulations that it needs to fulfill.

Fordjupning

This chapter focuses on a request for information issued by Stockholm county council concerningpublic transport on water. The routes covered in this report are those planned for Malaren. Theseroutes are at the time for writing of this report non existing. From this RFI, the authors of thischapter have developed three different ships, two catamarans and one single hull vessel, thatcarry between 70 and 150 persons. The catamarans have the dimensions of 10 × 25 meters withfour or six doors each. The doors are 2,5 meters wide, which allow for fast embarkment anddisembarkment. The single hull vessel is 20 × 6 meters and has only one door. The catamaransare partially driven by electricity, which is in line with Stockholm county council’s vision of avehicle fleet driven by 90 % renewable fuels. To accommodate these ships in port, a pier concepthas also been conceived. This pier is a floating one, with automatic gangplanks which hold theship in place, when in port.

1

Innehall

Abstract 1

Inledning 4

Sjofart 5Introduktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Marknader inom sjofarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Aktorer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Miljo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Fartygsprojektering 10Introduktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Problembeskrivning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Begransningar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Losningsgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Rutt, last och tid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Fartygets vikt och dimensioner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Stabilitet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Motstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Framdrivning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Miljo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Resultat och diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Rutt, last och tid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Fartygets vikt och dimensioner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Stabilitet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Motstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Framdrivning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Miljo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Slutsats och sammanfattning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Fordjupning 28Introduktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Bakgrund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Rutterna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Riddarfjardslinjen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Solna strand-linjen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Ekerolinjen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Bryggkoncept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Resultat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

2

Riddarfjardslinjen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38Solna strand-linjen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38Ekerolinjen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39Finansiering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Appendices 43

Appendix 1:Propellermodellering i

Appendix 2: Propellermodelleringsprogrammet, MATLAB-kod i

Appendix 3: MATLAB-kod for motstandsberakningar i

Appendix 4: Generalarrangemang och huvuddata i

3

Inledning

Detta ar ett kandidatexamensarbete utfort vid avdelningen for Marina system pa Kungligatekniska hogskolan, KTH, i Stockholm. Den bestar av tre kapitel. Det forsta kapitlet ar en essasom beror sjofartens historia och paverkan pa sammhallet.

Det andra kapitlet ar en fartygsprojektering for ett fartyg som har till uppgift att flytta120 000 ton raolja fran Venezuela till Seattle i USA. Utifran detta har ett fartyg tagits fram.Losningsgangen foljer en losningsgang som beskrivs i T. Milcherts dokument Handledning ifartygsprojektering [5]

Det tredje och sista kapitlet innehaller en fordjupning som beror Stockholms lans landsting(SLL) planer att starta upp pendelbatslinjer i Malaren. Arbetet har sin utgang i en request forinformation (RFI) [12], dar SLL begar information om hur pendelbatarna bor se, bade utvandigtoch invandigt. Utifran detta har fartyg som uppfyller kraven som beskrivs i RFI:n. Forfattarnahar aven tagit fram bryggor som ska fungera for samtliga fartyg samtidigt som bryggorna bidrarmed snabb av- och pastigning.

4

Sjofart

5

Introduktion

Sjofarten har historiskt varit viktig for vart samhalles utveckling och utseende och ar fortfarandeenormt viktigt for dagens samhalle. Detta yttrar sig i historiskt viktiga staders placering vidvatten. Tills inte allt for lange sedan var sjovagen den enda vagen som storre mangder godskunde transporteras. Mycket av dagens gods forflyttas fortfarande med hjalp av sjofarten.

Marknader inom sjofarten

De flesta typer av last transporteras till sjoss, oavsett om det ar olja, frukt, iPads eller vad detan kan vara har det med storsta sannolikhet transporterats en del av strackan med ett fartyg avnagot slag. De flesta fartyg ar konstruerade efter ett specifikt syfte, en speciell lasttyp, med enspeciell rutt i atanke. Det gar saledes att dela in fartyg efter vilken typ av last de transporterar.En grov indelning kan goras utifran om lasten ar fast, flytande eller om det ar passagerare somska transporteras. Fast last kan vara containrar, bilar, bulk eller last i behov av kylning.

Containerfartyg kommer i varierande storlek, fran knappt 100 meter upp till 400 meter.Dess huvudsakliga uppgift ar, som namnet skvallrar om, att frakta containrar. Fartygens kapa-citet mats i hur manga 20-fots containrar (TEU = twenty feet equivalent units) som kan lastas.40-fots containrar ar dock vanligast, och tar upp utrymme som svarar mot tva TEU. Contain-rarna lastas i lastrum under dack som stangs med luckor, pa vilka fler containrar kan staplas.Containrarna kan snabbt lossas och lastas ombord pa lastbilar eller tag for vidare transportfran hamnarna, vilket gor containrarnas transport mycket flexibel.

Figur 1: Lastrummet pa ett containerfartyg. Kalla: Wikimedia

De oceangaende containerfartygen ar mellan 200 och 400 meter och trafikerar ett fatal,storre hamnar, sa kallade bashamnar. Den enda bashamnen i Norden ar Goteborgs hamn.De oceangaende fartygen lastar fler an 1000 TEU. Maersks storsta containerfartyg MaerskMcKinney Moller lastar over 18 000 TEU. De mindre containerfartygen som ar upp till 200 meterlanga lastar mindre an 1000 TEU och kallas Feeder-fartyg. Dessa forbinder mindre hamnar medbashamnarna.

6

RoRo-fartyg, (RoRo = Roll on, roll off), ar fartyg dar lasten rullar ombord, detta kan varabilar, pallar med last, virke eller lastbilar. Lasten kors ombord pa ramper, oftast i fartygetsakter och/eller for. Roro-fartygen kan delas in i flera typer. Biltransportfartyg, som endasttransporterar bilar och lastbilar, dessa finns i varierande storlek, dar de oceangaende fartygenkan ta upp emot 8000 bilar, medan de mindre som transporterar i narfart har plats for 1000 bilar.Det svenska rederiet Wallenius Lines ar en stor aktor pa marknaden. Nagot som kannetecknardessa fartyg att de ar mycket hoga och stor mangd av lasten befinner sig ovan vattenlinjen vilketsnabbt kan gora dem instabila och olyckor som involverar biltransportfartyg gar ofta mycketsnabbt. RoPax-farjor ar fartyg som kombinerar rorofartygets mangsidighet och smidighet medpassagerarfarjors komfort. Ett exempel pa RoPax-fartyg i Sverige ar de fartyg som kor mellanSverige och Danmark. Ropax-farjor kors nagot snabbare an andra RoRo-fartyg, detta kan tankasbero pa passagerarnas intresse av att ta sig fram sa fort som mojligt.

Bulk ar last som transporteras oforpackad, det kan rora sig om spannmal, malm, sandoch dylikt, ofta i form av granulat. I och med att lasten ar oforpackad uppstar problem medatt lasten kan forflyttas vid stora storningar. Paverkan av sadan forflyttning kan minskas medhjalp av att golvet narmast skrovets sidor lutar in mot mitten av fartyget, vilket gor att lastenfordelas battre. Det finns dessutom flera lastrum i skeppets langsriktning, for att forhindralastforflyttning for/akterut. Aven bulkfartyg kommer i flera olika storlekar. De oceangaende arupp till 400 meter langa med en lastkapacitet pa over 150 000 ton. Mindre bulkfartyg, Coasters,ar upp till 120 meter langa och anvands langs kuster och inom Europasjofart.

En annan typ av bulkfartyg ar kylfartyg, eller sa kallade reefers. Dessa transporterar varorsom behover kylning for att inte bli daliga. De har god temperaturreglering med lag tempera-turvariation. Fartygen ar aven snabbare an manga andra fraktfartyg, eftersom frakten kan blidalig. Anvandningen beror mycket pa olika sasonger och olika frukter kraver olika temperaturer.Manga rutter gar fran Sydamerika dar mycket frukt och notkott odlas. Kylfartygen medger attlander pa nordligare breddgrader kan ha farsk frukt aret runt.

Tankfartyg fraktar flytande last i stora tankar. De kan delas upp i olika storlekar menframst efter vad de fraktar. Raoljetankers ar generellt stora, upp emot 400 meter och trans-porterar raolja fran oljefalt och oljehamnar till raffinaderier dar oljan processeras for att sedantransporteras vidare i de nagot mindre produktfartygen. Dessa ar upp till 250 meter langa ochfyller en motsvarande funktion som Feeder-fartygen. Det finns aven gasfartyg som transporterarflytande gas. For att halla gasen flytande maste den kylas till mycket laga temperaturer, nedmot minus 250° C. Det som ar gemensamt for alla tankfartyg ar som sagt att de transporterarflytande last. Detta bidrar till att stabiliteten minskar, precis som hos bulkfartyg. Genom attdela upp tankarna, i bade langsriktning och tvars minskas effekten av massforflyttningen.

Farjor och kryssningsfartyg ar fartyg vars framsta uppgift ar att forflytta manniskor.Farjornas framsta uppgift ar att flytta manniskor mellan tva punkter medan ett kryssningsfar-tyg ar en helhetsupplevelse som en flytande stad, med restauranger, attraktioner och butiker.Bekvamligheten finns fortfarande i fokus hos bada fartygen, aven om den ofta varierar medreslangd. En blandning av de tva ar kryssningsfarjor, sadana som bade tar gods och personer.For att namna ett exempel ar finlandsfarjorna kryssningsfarjor dar manga passagerare baraaker med for sjalva resan. Det finns aven farjor som kors mycket snabbt, uppemot 40 knop.Dessa hoghastighetsfarjor trafikerar bland annat Gotland i Sverige och kanarieoarna.

Arbets- och specialfartyg ar fartyg som har mycket smala arbetsuppgifter, detta kan varaisbrytning eller bogsering till exempel. Jag skulle aven saga att orlogsfartyg ingar i kategorin.Eftersom dessa fartyg skiljer sa pass mycket ar det svart att saga nagot generellt om dennakategori.

7

Aktorer

Inom sjofarten agerar manga olika aktorer, allt ifran varv som bygger batar till diverse myndig-heter som genomfor oversyn av sjofartens manga delar. Alla ar en forutsattning for att sjofarteni dess nuvarande skepnad ska fungera. Ett rederi ar ett foretag som ager ett eller flera fartyg ochsom ocksa tillhandahaller och saljer tjanster. Majoriteten av alla fartyg som inte ags av privat-personer ags av rederier. Tack vare rederierna kan varv fortsatta bygga fartyg, nar rederiernasflotta behover uppdateras eller utokas. Tack vare rederierna far aven hamnarna kunder ochverksamhet nar last levereras till hamnen. Kunderna, oavsett om det ar lastagare, speditorereller passagerare, far sina behov tillgodosedda av rederierna. Rederierna kan ses som det somknyter sjofarten samman. Stora risker tas nar nya fartyg kops in; stort mangder likvida medellases i form av fartyg. I och med att sjofartsnaringen ar mycket konjunkturkanslig finns ej hellernagon garanti att efterfragan halls uppe. Rederierna kan dock minska risken genom att mot be-talning lata nagon annan ta en del av risken. Detta gors av forsakringsbolag. Forsakringsbolagentar, precis som ?vanliga? forsakringsbolag, over risken mot en premie. Aven om det later somatt rederierna ar det enda som betyder nagot far det ej glommas att alla aktorer ar beroendeav varandra, utan kunder kan inte inte rederierna ga runt och utan rederier kan inte varvenheller ga runt, precis som alla andra marknader. Och precis som for andra marknader finnsdet reglerande faktorer som spelar in. Dessa faktorer bestams av nationella och internationellaorganisationer. De stora internationella organisationerna som paverkar svensk och mycket avden internationella sjofarten ar EU och IMO. IMO (International Maritime Organization) arett fackligt FN-organ som satter upp riktlinjer och lagar som maste foljas av medlemslandernagivet att tillrackligt manga godkanner forslaget. Pa samma satt galler mycket av lagstiftning-en som EU bedriver. Bada dessa organisationer reglerar manga olika omraden, det galler hurarbetsforhallanden ser ut, sakerhetsforeskrifter och rutiner som ska foljas ombord, miljofragoroch aven hur fartyg ska konstrueras. Dessa organisationer paverkar pa sa satt varven, rederier,hamnar och aven nationella myndigheter, och i slutandan rederiets kunder. Ror det sig omkryssningspassagerare innebar det med stor sannolikhet att sakerheten okas. Inom ett landssjoterritorium har dess myndigheter ansvar for att se till att nationella lagar efterfoljs, dessa la-gar kan vara lagar som bestams av EU, IMO eller landets lagstiftare. Ett land kan aven beslutaom regler som ska galla for fartyg som ar registrerade i landet, landet blir da fartygets flaggstat.Ansvaret kan aven laggas ut pa externa aktorer. Detta gors till exempel delvis med kontrollav fartygs duglighet for sjofart. Detta kontrolleras av ett klassningssallskap, som tillsammansmed varv och rederier kontrollerar att fartygen haller den standard som forvantas. Staten harsjalvklart aven mojlighet att utfora egna kontroller i hamn. Detta kan liknas med att statenoverlater kontrollen av svenska bilar till bilbesiktningsfirmor.

Miljo

Att flytta en bat, som vager tva ton, i vatten ar for de flesta inga storre problem, det kravsingen storre anstrangning. Att gora detsamma med en bil, som vager tva ton, pa marken armycket svarare. Att fa nagot som vager tva ton att flytta sig i luften ar for de allra flesta heltogorbart. Detta visar pa att det ar mycket mer energieffektivt att flytta nagot pa vatten an panagot annat satt. Alltsa kommer ett fartyg slappa ut mindre vaxhusgaser per flyttad containeran en lastbil och mycket mindre an ett flygplan. Vaxhusgaser ar fortfarande ett problem, mendet ar ett mindre problem for sjofarten an for manga andra transportslag. De flesta stora staderligger dessutom vid vatten, detta tack vare att sjofarten historisk varit mycket viktigt, vilket goratt mycket av lasten kommer direkt till destinationen, utan langre transporter med de mindreenergieffektiva lastbilarna. Att transporten sker pa vatten innebar ocksa att ingreppen i naturen

8

inte ar lika stora, som till exempel nar vagar byggs, med undantag for nar kanaler och hamnarbyggs. Problemet med trangsel ar ej heller lika patagligt som vid biltrafik, batar star sallan iko med motorn i tomgang, vilket ar det mest ineffektiva som en motor kan ”anvandas” till. Ettsatt att oka effektiviteten hos fartygen ar att de inte ska ga tomma pa returresan. Daremot kanstora miljokatastrofer ske nar tankfartyg gar pa grund och lacker olja. Nar Exxon Valdez gickpa grund utanfor Alaska kontaminerades stora kust-strackor och det fick till foljd att mangasjofaglar dog, samtidigt som vattnet blev otjanligt. Aven mindre oljespill, fran andra fartyg kanpa samma satt vara problematiska, aven om dess omfattning inte ar lika stor.

Ballasttankar ar tankar som fylls med sjovatten (ballastvatten) for att oka stabiliteten. Nartankarna fylls foljer ofta organismer fran det lokala ekosystemet med. Da tankarna toms narskeppet natt sin destination foljer de frammande organismerna med ballastvattnet ut i det nyaekosystemet. Det som kan handa ar att de frammande arterna kan utkonkurrera de existerandeoch detta medfor stora forandringar i ekosystemet och den biologiska mangfalden kan rubbas.Om det finns ett egenvarde med att bevara den lokala biologiska mangfalden lamnas till biologeratt ”bestamma”. Dock ar det nagot som bor beaktas. Genom att byta ballastvatten langt franland kan detta problem minskas. Det finns risker med att byta ballastvattnet, inte minst blirfartyget instabilt och riskerar da att kapsejsa. Andra satt som problemet kan kringgas ar attballastvattnet steriliseras, helst da genom en icke-kemisk procedur, till exempel att bestralavattnet med ultraviolett ljus, eftersom kemikalierna annars kan skada ekosystemet.

9

Fartygsprojektering

10

Introduktion

Detta kapitel behandlar projekteringen av ett handelsfartyg som tagits fram for ett specielltscenario. Projekteringen utgar fran problembeskrivningen, med fokus pa lasten som ska trans-porteras samt den tankta rutten. Utmed rutten kan fysiska begransningar, i form hamnars ellerfarleders begransningar i hojd, langd, djup eller bredd forekomma. Utifran dessa grundlaggandevillkor kan sedan ett fartyg konstrueras.

Olja transporteras med skepp over hela varlden. Venezuela ar ett land med en av varldensstorsta oljereserver och i detta scenario ska en del av den producerade mangden skickas tillSeattle i USA. 120 000 ton ska skickas varje manad den drygt 5000 sjomil langa vagen franVenezuela till Seattle via Panamakanalen.

Problembeskrivning

Scenariot var formulerat som foljer: Venezuelas omstridde ledare Hugo Chavez retade garnapresident George W Bush. 2005 erbjod han fattiga USA-invanare eldningsolja till extrapris saatt de skulle klara en kall vinter (DN 2005- 11-24). Som ett led i detta projekt vander man sigtill dig for att fa hjalp med projektering av ett eller flera fartyg som kan transportera 120.000ton raolja per manad fran Puerto la Cruz i Venezuela till Seattle i USA.

Utover problemet som beskrivits ovan skulle aven fartyget/fartygen uppfylla bivillkor somstaller krav pa stabilitet, miljo och sakerhet.

Figur 2: Rutten fran Puerto La Cruz i Venezuela till Seattle i USA. Drygt 5000 nautiska mil.

Begransningar

Rutten fran Venezuela till Seattle gar fran Atlanten och det karibiska havet till Stilla havet. Detinnebar tva mojliga rutter, den ena gar runt kap horn och den andra gar genom Panamakanalen.Att inte valja Panamakanalen maste ses som dumt och oansvarigt da rutten blir mer an dubbeltsa lang. Panamakanalen staller dock upp vissa fysiska begransningar, dessa ar redovisade i Tabell1. Nasta ar kommer nya Panamakanalen oppna, detta ar en ny rutt dar nya storre slussar byggts.Eftersom att ta fram ett fartyg ar ett forhallandevis langt projekt och den klara produkten tar

11

lang tid innan den ar klar har denna projektering tagit hansyn till nya Panamax och raknatmed att den nya kanalen ar oppen nar projektet ar klart.

Tabell 1: Jamforelse mellan Panamax och nya PanamaxFartygsstorlek Bredd Djupgaende Hojd Langd

Panamax [1] 32,31 m 12,04 m 57,91 m 289,13m

Nya Panamax [2] 49 m 15,2 m 57,91 m 366 m

Utover sjalva rutten forekommer aven begransningar i hamnarna. Dessa begransningar arredovisade i Tabell 2.

Tabell 2: Jamforelse mellan de olika hamnarnaHamn Bredd Djupgaende Fribord Langd DWT

Seattle [3] - - - 274,32 m -

Puerto La Cruz [4] - 16,76 m 17,68 m 289,56 m 120 000

Losningsgang

Rutt, last och tid

Da rutten och lasten ar kand gar det att bestamma grundlaggande egenskaperna hos fartyget.Det galler att bestamma vilken hastighet som skeppet ska kora och da avgora hur lang tiddet kommer att ta att gora en resa. Beroende pa vilken typ av last som kors gar det attmotivera en viss hastighet. Det ar ofta lattare att motivera en hog hastighet nar dyra produktertransporteras. Pa samma satt ar det mer rimligt att lata billigare produkter transporteraslangsammare. Darfor maste en rimligt fart bestammas. Detta bestams inte bara av godsetsvarde utan aven ocksa av produktionstiden och hur mycket som maste transporteras. Antingenanvands ett fartyg som tar all last och kor lite snabbare, eller sa kan flera mindre fartyg somlastar lite mindre som da kan kora langsammare. Da langsammare fartyg har mindre motstandkan detta vara att foredra.

Fartygets vikt och dimensioner

Ett av de forsta stegen i projekteringen var att med de fysiska begransningarna och lasten iatanke bestamma fartygets dimensioner. I och med att lastens massa var given och dess densitetvar kand kunde lastens volym bestammas och da stod det klart vilken volym lastrummenbehovde. Detta gors med hjalp av Ekvation 1. Nagot ytterligare som behovs beaktas ar attdubbelskrov behovs nar olja och andra miljofarliga produkter transporteras.

vlast =mlast

ρlast(1)

Dar lastens vikt var 80 000 ton och densiteten 0,8 ton/m3, detta resulterade i en volym pa 100000 kubikmeter.

Da lastens volym var bestamd och de fysiska begransningarna kanda kunde fartygets dimen-sioner bestammas. Detta gjordes aven genom att undersoka fartyg av samma typ och liknandestorlek. Det som undersoktes var framst forhallandet mellan langd och bredd samt blockkoef-ficienten. Blockkoefficienten ar ett matt pa hur likt skrovet ar ett ratblock och beraknas enligtEkvation 2

CB =∇

BLT(2)

12

Blockkoefficienten blev i detta fall 0,8.Nar val fartygets dimensioner var bestamda kunde vikten uppskattas. Av dodvikten star

lasten for den storsta delen nar det galler tankfartyg. Dodvikten ar den totala vikten av last,bransle, forrad och besattning, samt eventuella passagerare. Vikten av lasten dominerar fortankfartyg. Dodvikten beraknas da enligt Ekvation 3.

DWT = mlast +mbransle +mforrad +mbestattning +mpassagerare (3)

Lattvikten, som ar vikten av endast fartyget, ar daremot svarare att uppskatta. Det gar attgora med formler, men det gar aven att gora genom att jamfora linkande fartyg. Watsons metodgar ut pa att dela upp egenvikten i fyra olika delar; stalvikt, utrustningsvikt, huvudmaskinerietsvikt samt vikten av ovrigt maskineri. Vikten av stalet beraknas enligt Ekvation 4. Denna gallerdock endast med en blockkoefficient pa 0,7.

WST = K · E1.36 (4)

Dar K bestams till 0,032 med hjalp av Figur 5 och E ar Lloyd’s registers gamla Equipmentnumber. E bestams med Ekvation 5.

E = L(B + T ) + 0.85 · L(D − T ) + 0.85 [l1h1 + 0.75 · l2h2] (5)

l1, h1 och l2, h2 ar langden respektive hojden av overbyggnader av full respektive indragenbredd. Det finns ingen overbyggnad med full bredd, dessa termer blir saledes noll. For attberakna stalvikten for andra blockkoefficienter multipliceras WST med en korrektionsfaktorenligt Ekvation .

c = [1 + 0.05(CB − 0.7)] (6)

c blir i detta fall 1,005.De ovriga vikterna i Watsons metod ar omoderna och vikten av maskineriet och utrustningen

ombord bor uppskattas med hjalp av data fran tillverkarna.

Figur 3: Varden for K for berakning av stalvikten. [5]

13

Stabilitet

Stabilitet ar ett matt pa ett systems formaga att aterga till ett stabilt lage efter en storning.Detta ar mycket centralt i fartygsprojektering och stranga krav stalls pa fartygs formaga atthalla sig uppratt. Centrala begrepp inom stabilitet hos fartyg ar bland andra GZ som ar denratande havarmen som vill rata upp skeppet nar det utsatts for en krangning. GM0 ar avstandetmellan tyngdpunkten och metacentrum.

Figur 4: Geometrisk tolkning av GZ och GM

GZ kan beskrivas som funktion av krangningsvinkeln φ. Denna GZ-kurva beskriver hurfartyget paverkas av krangning. MSY Hydrostatics [6] kan berakna GZ-kurvan med utifran ettspeciellt skrov och dess masscentrum, KG.

IMO har beslutat om rekommendationer som sager hur GZ-kurvan bor se ut. De flestaklassningssallskap foljer dessa rekommendationer. Dessa rekommendationer ar redovisade i Ta-bell 3. e30 och e40 ar den dynamiska stabiliteten som svarar mot arean under grafen upp tillkrangningsvinkel pa 30° respektive 40°. Det ar aven rekommenderat att GZ-kurvans maximumbor ligga efter 25° och helst 30°. Havarmen ska vid 30° aven vara storre an 0,2 meter samt skaGM0 vara storre an 0,15 meter.

14

Tabell 3: IMOs rekommendation som beskriver GZ-kurvan [7]e30 >0,055 mrad

e40 >0,090 mrad

e40-e30 >0,030 mrad

GZ(30°) >0,2 m

GM0 > 0,15m

Krangningsvinkel vid GZmax > 30°

En annan stabilitet som bor beaktas ar fartygets kursstabilitet. Det gor med hjalp av Clarkesdiagram, Figur 5. Det ska dock tillaggas att det endast ar rekommenderat att fartyget arkursstabilt och att tankerfartyg sallan ar kursstabila.

Figur 5: Clarkes diagram for att bestamma om ett fartyg ar kursstabilt eller ej. [5]

Nagot annat som ror stabilitet ar forekomsten av vattentata skott. Information om dettahar dock varit svarfunnen och svartolkad. Det [8] sager ar att fartyg mellan 190 och 225 meterska ha nio vattentata skott om de inte har nagra langsgaende skott i lastrummen. Storre an saar ”specially considered”. Eftersom skeppet delas upp i 10 vattentata tankar bor detta kravetvara uppfyllt.

Motstand

Ett fartygs motstand ar viktigt att ta i beaktande nar projekteringen genomfors. Motstandetar den kraft som fartyget maste overvinna for att ta sig framat. Motstandet beror till storsta

15

del skrovets form och vata yta. En synlig effekt av motstandet ar virvlar och vagor/svall efterfartyget.

Hos ett tankerfartyg ar det plattfriktionen och formmotstandet som utgor storst del av dettotala motstandet, se Figur 6.

Figur 6: Visar olika fartygstypers motstandskomponenter och dess storlekar. [9]

Utifran skeppets huvuddata kan en uppskattning av motstandet goras. Ekvation 7 visarskrovets motstand.

RT =1

2ρV 2S · CT (7)

Dar ρ ar vattnets densitet, S ar skeppets vata yta och CT ar motstandskoefficienten somberaknas med Ekvation 8. S fas ur MSY Hydrostatics [6].

CT = (1 + k)CF + CR + δCF + CAA (8)

Dar forsta termen ar det viskosa motstandet hos en platta och k ar formfaktorn som kom-penserar for att skrovet ej ar en platta. k fas enligt Ekvation 9. CF beraknas med Ekvation 10,δCF beraknas med Ekvation 12 och CAA beraknas med Ekvation 13.

k = 0.095 + 25.5CB(

LB

)2√BT

(9)

CF ar plattfriktionen,

CF =0.075

(log10 (ReL)− 2)2(10)

16

Dar ReL ar Reynolds tal och bestams med Ekvation 11

ReL =V L

ν(11)

Dar ν ar den dynamiska viskositeten hos vattnet och V ar fartygets hastighet.∆ CF ar ytrahetstillagget som beror pa hur slat skrovets yta ar.

∆CF =

(105

(ksL

)1/3

− 0.64

)· 10−3 (12)

Dar ks = 150 mikrometer ar skrovets ytrahet enligt rekommendation av ITTC-78. CAA arluftmotstandet som verkar pa fartyget.

CAA = 0.001AT

S= AT ≈ B · 1.5T = 0.001

B · 1.5TS

(13)

CR ar en restmotstandskoefficient som bestams ur Guldhammer & Harvalds diagram [9] darx-axeln ar fartygets Froudes tal. Froudes tal bestams med Ekvation 14. Vilket diagram somska anvandas beror av slankethetstalet som fas av Ekvation 15. Finns ej slankhetstalet i nagotdiagram maste det interpoleras fram fran de andra diagrammen. Vilken kurva som ska foljasberor av φ som antas vara samma som den prismatiska koefficienten.

Fn =V√gL

(14)

slankhetstalet =L

∇1/3(15)

CR ar dock i diagrammen ar baserade pa matningar pa modeller och ar darfor skalberoendeoch maste raknas om. CR ar definierat enligt foljande ekvation:

CR = CTM − CfM (16)

For att CR ska bli rattvisande och ej skalberoende raknas det CR som ska anvandas forfartyget med Ekvation 17

CR = CTM − (1 + k)CfM (17)

Dar k ar formfaktorn som ar samma som beraknades med Ekvation 9. CTM ar det totalamotstandet for modellen vid samma Froudes tal som i fullskala. CfM ar friktionsmotstandetfor modellen och beraknas med Ekvation 10. Dock maste Reynolds tal for modellen beraknas.Detta fors genom att forst ta fram den skalenliga hastigheten for modellen. For detta kravs attmodellens langd ar kand, den ar i detta fall fyra meter.

Skalfaktorn, α ar forhallandet mellan modellens och det projekterade fartygets langd.

α =L

Lmodell(18)

Hastigheten fas genom:

νmodell =V√α

(19)

Nar denna hastighet ar kand kan Reynolds tal for modellen tas fram. Denna beraknasmed Ekvation 11 dar modellens hastighet anvands. CTM kan nu bestammas genom att losa ut

17

variabeln ur Ekvation 16 nar CfM och CR ar kanda. Bade CTM och CfM kanda kan CR forfartyget bestammas med hjalp av Ekvation 17.

Nar samtliga termer i Ekvation 8 ar bestamda kan den totala skrovmotstandskoefficentenkan beraknas. Med Ekvation 7 bestams skrovets motstand. Till det motstandet tillkommermotstand fran bihang under vatten, sasom roder. Detta beraknas pa liknande satt som skrovetsmotstand:

Rroder =1

2ρV 2SroderCD (20)

Dar CD beraknas enligt Ekvation 21

CD = (1 + kroder)CF,roder (21)

Dar kroder ar en formfaktor for roderprofilen och CF,roder beraknas med Ekvation 23.

kroder =2t

c(22)

Dar t ar rodrets bredd och c ar kordan.

CF,roder =0.075

(log10 (ReL)− 2)2(23)

Motstandet fran fartygets skrov och roder summeras och det totala motstandet ar nu kant.

Rtot = RT +Rroder (24)

Som marginal for grov sjo och dylikt bor tio procent laggas pa.Slapeffekten som ar effekten som behovs for att bogsera fartyget i den marschfart som

erfodras. Den beraknas enligt Ekvation 25

PE = Rtot · V (25)

Framdrivning

Nar motstandet ar kant kan valet av motor- och propellerkonfiguration goras. Propellern kanvaljas pa flera satt, tva berors i denna rapport. Antingen med hjalp av en kombination avmomentteori och bladelementteori. Denna metod beskrivs utforligt i Appendix 1. Den andrametoden ar att anvanda propellerkarakteristikor. Detta gors med hjalp av att valja standard-propellrar ur ett diagram, se Figur 6. For bada metoderna galler att forst bestamma en propel-lerdiameter. Diametern bestams schablonmassigt genom att multiplicera djupgaendet med 0,6.I detta fall blir diametern 7,8 meter.

18

Figur 7: Propellerdiagram for standardpropeller SSPA 4.53. 4:an betyder att propellern har fyrablad och bladareaforhallande pa 0.53.

Pa x-axeln finns framdriftstalet som definieras

J =vAD · n

(26)

Dar n ar rotationshastigheten i varv per sekund. KT ar tryckkraftskoefficienten, KQ armomentkoefficienten och P/D ar stigningsforhallandet. Dessa storheter beskrivs narmare i Ap-pendix 1. Genom att valja stigningsforhallande och plotta den erforderliga kraften som funk-tion av framdriftstalet i diagrammet gar det att lasa ut vilket framdriftstal som ar optimalt,det gar da aven att lasa ut vilken momentkoefficient som svarar mot framdriftstalet och stig-ningsforhallandet samt propellerns verkningsgrad. Fran dramdriftstalet erhalls varvtalet, franmomentkoefficienten erhalls momentet och ur tryckkraftskoefficienten erhalls kraften som pro-pellern genererar.

Nar propellern ar vald ska den kontrollers mot kavitationsrisken. Detta gors genom attanvanda Burills diagram som gar att beskada i Figur 8. Pa y-axeln ses propellerns kavitations-nummer som beraknas enligt Ekvation 27. Pa x-axeln finns det lokala kavitationsnumret somdefinieras enligt Ekvation 28.

τc =T

12ρ(vA + (π · 0.7 ·D · n)2

)·AP

(27)

Dar T ar propellerns framdrivningskraft och AP ar propellerns projicerade area.

19

σ0.7R =(patm + ρgh)− pv

12ρ(vA + (π · 0.7 ·D · n)2

) (28)

Dar patm ar atmosfarstrycket och pv ar vattnets angtryck. Dessa tal kontrolleras da motBurills diagram.

Figur 8: Burills diagram

Miljo

Ett fartygs miljopaverkan blir mer och mer aktuell och fler staller krav pa bransleforbrukning.Bransleforbrukningen paverkar inte bara miljon utan ocksa ekonomin for rederiet och kunder.Utifran motordata fran olika tillverkare av motorer kan motorns bransleforbrukning uppskattas.Forutom i absoluta tal kan forbrukningen stallas mot hur stor forbrukningen ar i forhallandetill last och transporterad stracka. Ekvation 29 visar sambandet mellan koldioxidutslapp ochforbrukning ??. Ekvation 30 visar hur effektiv transporten ar.

mCO2 = 3.664 ·mbransle (29)

Dar faktorn 3,664 kommer fran massan hos CO2 och kol.

ηtransport =mCO2

mlast · s(30)

Dar mlast ar lastens massa och s ar strackan.Utover koldioxidutslappet fran fartyget tas aven risken for oljeutslapp ut. Genom att ha

dubbelskrov minskar risken for utslapp.

20

Resultat och diskussion

Rutt, last och tid

Rutten ar drygt 5000 nautiska mil och 120 000 ton raolja skulle skeppas varje manad. Eftersomdet var raolja som skulle fraktas var det sjalvklara valet av fartyg ett tankfartyg. Skulle ettfartyg frakta hela lasten skulle det behova kora drygt 10 000 nautiska mil pa 26 dagar foratt ta hojd for lastning och lossning. Detta resulterar i en hastighet pa 16 knop. Detta ar enhog hastighet som skulle innebara stora motstandsforluster. Darfor har valet fallit pa att tvafartyg ska kora 80 000 ton olja styck. Fartygen flyttar da 133 % av lasten och kan darfor koralangsammare. De kan ta 133 % av en manad pa sig att kora fram och tillbaka. Detta blir 40dagar och raknat med 3 dagar lastning och lossning blir hastigheten 12 knop. Om hastighetenokar till 13 knop sparas tid in for nar fartygen maste ligga i docka for underhall.

Fartygets vikt och dimensioner

Raolja har en densitet pa 800 kg/m3, vilket ger att volymen som behovs ar 100 000 m3. Utifrandetta och jamforelser med liknande fartyg kunde fartygets slutgiltiga dimensioner bestammas.Malet var att rymma lasten och samtidigt som forhallandet mellan hojd, bredd och langdoverensstamde med liknande fartyg. Dimensionerna redovisas i Tabell 4. Lattvikten blev Stalviktenar 16 600 ton. Huvudmaskinens vikt blev 407 ton, baserat pa val av motor. De ovriga vikterna aruppskattade. Dessa ar nagot grovt uppskattade till ungefar 3 000 ton. Dodvikten ar forutom las-ten, ballast, bunker, proviant och passagerare. Lasten ar 80 000 ton och ovrig vikt ar uppskattadtill 10 000 ton.

Tabell 4: Skeppets dimensioner och viktBredd Djupgaende Langd LWT DWT Lastvolym

40 m 13 m 265 m 20 000 ton 90 000 ton 100 000 m3

Stabilitet

Skeppet ar mycket stabilt och uppfyller kriterierna med rage. Tyngdpunkten for det lastadeskeppet antas ligga i mitten av tankarna i hojdled och i mitten av fartyget i langsled. GZ-kurvanhar beraknats med hjalp av MSY Hydrostatics [6]. Tyngdpunkten for det olastade fartyget harflyttats langre bak for att fa tillrackligt djupgaende for att propellern ska var helt nedsankt med20 000 ton ballastvatten. De tvarsgaende skotten gor att det gar att dela upp ballastvattnet saonskat trim uppnas.

21

Figur 9: GZ-kurva i lastad kondition

Figur 10: GZ-kurva for fartyget i olastad kondition med 20 000 ton ballast

Tabell 5: Resultat av stabilitetsberakningar och jamforelse med IMOs kriterier.Kriterium Resultat lastad Okej? Resultat ballast Okej?

e30 > 0.055 mrad 0.975 mrad Ja 2.0696 mrad Ja

e40 > 0.090 mrad 1.980 mrad Ja 3.8629 mrad Ja

e30− e40 > 0.030 mrad 1.005 mrad Ja 1.7933 mrad Ja

GZ(30°) > 0.2 m 3.927 m Ja 6.656 m Ja

GM0 > 0.15 m 7.18 m Ja 17.87 m Ja

Krangningsvinkel vid GZmax > 30° 40° Ja 40° Ja

Som synes uppfylls kriterierna med rage. I Figur 11 visas kursstabiliteten.

22

Figur 11: Figuren visar fartygets kursstabilitet enligt Clarke. Forhallandet mellan langd ochbredd ar 6.63 och forhallandet mellan bredd och djupgaende ar 3.08. Blockkoefficienten ar 0.8.

Fartyget ar ej kursstabilt enligt Clarke. Detta var dock ej en nodvandighet enligt bivillkoren.De flesta andra tankerfartyg ar ej kursstabila.

Vad galler krav pa vattentata skott, bor fartyget uppfylla eventuella krav. Fartyget har ettlangsgaende skott i tankarna och tio stycken tvarsgaende over hela fartyget. Detta bor varatillrackligt for att uppna krav som finns.

Motstand

Tabell 6 visar resultatet av berakningar enligt losningsgangen.

Tabell 6: Resultat av stabilitetsberakningar och jamforelse med IMOs kriterier.Konstanter Motstandskomponenter

Densitet ρ 1025 kg/m3 Plattfrikionskoef. CF 1.5·10−3 [−]

Hastighet, V 13 kn = 6.69 m/s Restmotstandskoef. CR 0.27·10−3 [−]

Vat yta, S 10824 m2 Ytrahetstillagg, ∆CF 0.23·10−3 [−]

Kinematisk viskositet, v 1.2·10−6m2/s (cSt) Luftmotstand, CAA 0.72·10−6 [−]

Reynolds tal, ReL 1.48·109 [−] Total motstandskoef., CT 2.3·10−3 [−]

Froudes tal, Fn 0.13 [−] Skrovmotstand, RT 565.8 kN

Slankhetstal 5.21 [−] Formfaktor roder, kroder 0.3 [−]

Formfaktor, k 0.17 [−] Plattfriktion, roder, CFroder1.5·10−3 [−]

Skalfaktor, α 66.25 [−] Totala motstandet +10%, Rtot 0.79 NM

Hastighet modell, vmodell 1.59 kn = 0.82 m/s Slapeffekten 5.27 MW

23

Motstandsberakningarna ar gjorda med hastigheten 13 knop som ar servicefarten. Motstandetsom funktion av farten redovisas i Figur 12. Vid laga hastigheter som 13 knop ar det form-motstandet som dominerar och mycket liten del av motstandet utgors av vagbildningsmotstandet.

Figur 12: Motstandet som funktion av hastigheten. Den bla linjen svarar mot berakningarnaenligt rapporten, och den grona linjen svarar mot motstandet beraknat enligt Holltrop ochMennen. Som synes stammer de val overens vid hastigheten 13 knop.

Framdrivning

Utifran resultatet av motstandsberakningarna kunde propeller valjas enligt Appendix 1. Resul-tatet redovisas i Tabell 7

Tabell 7: Resultat av propellerberakning med hjalp av Bladelementsteori kombinerat med mo-mentteori.

Diameter, D 7.8 m

Antal blad, n 5 st

Geometrisk pitch, P 7.0 m

Stigningsforhallande, P/D 0.9[−]

Varvtal, n 70 rpm

Framdriftstal, J 0.48 [−]

Bladareaforhallande, BAR 0.57 [−]

24

Tillhorande propellerdiagram visas i Figur 13.

Figur 13: Propellerdiagram for vald propeller.

Denna propeller har en verkningsgrad pa 0,55 och genererar en effekt pa 4,3 MW. Dettainnebar att motorn maste generera en effekt pa 7,6 MW. Utifran detta och varvtalet har valetav motor fallit pa en Wartsila X72 R4 som genererar 8,4 MW vid 66 varv per minut [11]. Detsom skiljer valet med propellerkaraktaristikorna ar att det ar en annan propellergeometri, dennapropeller ar formad som en riktig propeller medan den fran Appendix 1 har blad som liknarplankor. Samma stigningsforhallande genererar ett framdriftstal pa 0,6, vilket resulterar i enverkningsgrad pa strax under 0,6 och ett varvtal pa 56 varv per minut. Propellerdiagrammetvisar en fembladig propeller med bladareaforhallande 0,60.

25

Figur 14: Propellerdiagram for standardpropeller SSPA 5.60. Den erforderliga kraften for olikaframdriftstal ar markerad i blatt.

Propellern fran Appendix 1 ger ett varvtal som fungerar med de motorer som undersokts,darfor anvands datan fran denna propeller.

Kavitationskontrollen borjar med att berakna storheterna τc och σ0.7R. Dessa blir 0,17 re-spektive 0,9. Dessa ar inritade i Burills diagram i Figur 15

26

Figur 15: Burills diagram med σ0.7R och τc for vald propeller inritad.

Miljo

Wartsilas lagvarvsmotor X72 R4 som valts till fartyget ar enligt Wartsila utvecklade med EEDI-regler i atanke. Den har en bransleforbrukning 160 g/kWh [11]. Detta innebar att fartyget haren forbrukning av 29,8 ton bransle per dygn. Utrakningarna av Ekvation 29 och 30 redovisas iTabell 8.

Tabell 8: Fartygets forbrukning, koldioxidutslapp och transporteffektivitet.Forbrukning Erforderlig ef-

fekt fran motorForbrukningper dygn

Utslapp avkoldioxid perdygn, mCO2

Transport-effektivitet,ηtransport

160 g/kWh 7,57 MW 29,8 ton 109 ton 5,34g/(ton·km)

Denna motor kan dessutom utrustas med ’scrubbers’ som minskar utslappen av svaveloxid.Det som redovisats har ar bara utslappen fran motorn, till detta tillkommer utslapp fran tillexempel generatorer ombord. Det ar dock huvudmaskinens utslapp som dominerar.

Slutsats och sammanfattning

Fartyget som ar beskrivet enligt ovan uppfyller de krav och bivillkor som stalls pa det. Tvastycken likadana fartyg maste byggas for att klara produktionen av raolja. Manga berakningarar approximativa och kan goras mer noggranna aven om de ar baserade pa erkanda metoder.Nagot som kan forbattras ar undersokningen av regler kring vattentata skott och miljopaverkan.

27

Fordjupning

28

Introduktion

Detta kapitel har forfattats tillsammans med Gustav Nordqvist. Ingen storre uppdelning hargjorts, utan bada forfattarna har bidragit till kapitlets samtliga delar.

I kollektivtrafiken i Stockholms lan har tunnelbana, pendeltag och bussar en given plats.Trots att Stockholm till stor del omgardas av vatten har inte pendelbatar haft nagot genomslagi kollektivtrafiken. Om sjovagarna kunde anvandas skulle det finnas stor potential att mins-ka trangseln pa land och darmed aven utslappen av vaxthusgaser, bade genom mer effektivatransporter pa sjon samt minskat stillastaende med bilar i koer.

Detta avsnitt syftar till att besvara fragor som stalls i SLLs RFI [12]. Vi har som utgangatt behandla Malarlinjerna:

-Riddarfjardslinjen-Solna-strand-linjen-EkerolinjenRapporten avser att framst behandla foljande koncept dar SLL staller krav pa batarnas

storlek och kapacitet. Koncept ar framst framtagna for att uppfylla dessa krav. Om inte, forsett resonemang som motiverar varfor kraven ej uppfyllts.

- Fartygskoncept Exterior Interior Framdrivning -Bryggkoncept -Granssnittet mellan fartygoch brygga -Finansiering och agarform

Malet med rapporten ar att ta fram och ge forslag pa flexibla och ekonomiska koncept darfartyg och bryggor kan flyttas nar behov andras och forandringar behover ske. Darfor beskrivsbryggkoncept som kan anvandas av flera olika fartyg.

Rapporten redovisar resonemang kring forbindelserna som finns i anslutning till rutterna ochrutternas sammanhang som komplement i resten av kollektivtrafiken. Hur dessa kan inverka paden ovriga kollektivtrafiken och trafiken.

Stor del av rapporten baseras pa studier av redan befintliga system och koncept.

Bakgrund

SLL planerar att starta tre stycken pendelbatslinjer i Malaren. Dessa tre ar mycket olika paflera satt, bland annat vad galler olika begransningar och strackning. Dessutom ar langden palinjerna mycket varierande. SLL staller dock vissa krav for samtliga linjer: SLL staller storakrav pa miljopaverkan och tillganglighet for handikappade. SLL vill se att framdrivningen gorsmed minst 90% fornyelsebart bransle, samtidigt som ovrig yttre paverkan, sasom buller, svalloch stranderosion minimeras. All trafik ska aven kunna koras aret runt, vilket innebar attfartygen maste kunna kora i vinterforhallanden. Dessutom forutsatts att samtliga linjer kommeranvandas mest under rusningstrafik, det vill saga vardagar mellan 6 och 9 och 15 och 19.

Samhallet staller stora krav pa fungerande pendling, snabbhet, bekvamlighet och palitlighetar nagra av de centrala delarna av kraven. Dessa ar dock inte absoluta och ar sjalvfallet relativagentemot andra alternativ. Dessutom kan de ha olika stor vikt om effektivitet kan forbattras.Till exempel ar det rimligt att anta att en person hellre aker 50 min an 40 om det innebarfarre byten, hogre palitlighet och mojlighet att jobba pa vag till jobbet. Nar inte fungerandekollektivtrafik fungerar stannar samhallet upp och lonsamheten gar ned.

29

Rutterna

Riddarfjardslinjen

Denna linje for passagerarna fran Stadshuskajen till Sodermalarstrand vidare till Kungsholmstorgoch sedan tillbaka samma stracka. Linjen markeras med rod farg i Figur 16. Den totala strackanar cirka en nautisk mil. Hastigheten ar begransad till 12 knop for skepp och djupgaendet aringet problem, da djupet ar over 5 meter pa den aktuella strackan. SLL prognostiserar att trafikbedrivs 4397 timmar per ar. SLLs tanke ar att fyra stycken fartyg ska uppratthalla trafiken,varav tre stycken per dag ar i trafik.

Figur 16: Riddarfjardslinjen och Ekerolinjen i centrala Stockholm.

Forbindelser

Vid stadshuskajen finns mojlighet att byta till tunnelbana, pendeltag och fjarrtag vid central-stationen samt till bussar vid tegelbacken.

Pa sodermalarstrand finns det enligt forfattaren inga naturliga forbindelser med ovriga kol-lektivtrafiken, det gar dock att promenera till tunnelbanestationen Mariatorget samt till diversebusslinjer.

Vid Kungsholmstorg kan en trafikant ga till tunnelbanestationen Radhuset langre upp paKungsholmen. I ovrigt gar ett antal busslinjer inom ett avstand som ar mindre an det tilltunnelbanan.

Resonemang om rutten och dess sammanhang

Forbindelserna ser ut att vara goda vid ruttens olika hallplatser och kan ses som ett gottkomplement till den befintliga kollektivtrafiken och kommer kunna avlasta cykelvagarna vid

30

slussen, speciellt da slussen i framtiden kommer byggas om under langre tid. Dessutom kanrutten sannolikt avlasta tunnelbanan vid T-centralen och Slussen, vilket innebar mindre trangselpa de stationer som ar hogst belastade.

Resonemang kring krav pa bat

Da strackningen ar kort och kan tankas ga fort ar det i forsta hand av- och pastigningen somtar langst tid. Ett bra flode av passagerare bade av och pa ar av stor betydelse. Den kortarestiden innebar aven att behovet av sittplatser ar litet. Samtidigt ar det manga stockholmaresom cyklar och SLL staller krav pa att manga cyklar ska fa plats. Med detta i atanke anserforfattarna att oppna ytor med mojlighet att halla i sig i handtag ar att foredra. Utfallbarastolar langs skotten ger mojlighet for rorelsehindrade och aldre personer att sitta utan att taupp onodig plats nar satena ej anvands. For att ge passagerare med cykel stort utrymme boren del av fartyget ge cyklister foretrade, men ges samma utseende som resten av fartyget.Dessa cykelplatser bor ges till ovriga resenarer i man av plats. I och med att cyklar ska kunnaforas ombord innebar detta aven att rullstolar och barnvagnar kan rullas ombord utan storreanstrangning. Hur manga resenarer som kan tankas resa med linjen ar svart att forutsaga daunderlag for en sadan uppskattning saknas. I och med att SLL tanker sig att tre stycken fartygska trafikera rutten sa ges hog turtathet. Fartyget skall aven ha plats for 100-150 passagerar,vilket ger en bild av hur manga som kan tankas utnyttja rutten varje dag. For att bemotaproblemet att av- och pastigningen ar det moment som tar langst tid vore det onskvart attpastigningen sker pa ena sidan och avstigningen sker pa andra. For att detta ska ga mastefartyget vara tillrackligt stabilt for att inte luta for mycket nar alla passagerare befinner sig paena sidan.

Utifran detta resonemang har forfattarna dragit slutsatsen om att en katamaran liknandeALVIS [13] vore att foredra. Alvis ar en 25 meter lang och 10 meter bred katamaran som, medhjalp av en azipod propeller och elmotor, kan framforas at bada hall vilket minskar tiden det taratt lagga till och lamna bryggorna i land. Onskvart vore dock att kunna snabbladda batterierna,istallet for att byta ut batterierna flera ganger per dag. Atta bussar som trafikerar linje 73 iStockholm kan snabbladda sina batterier pa 6 minuter, ett liknande koncept borde fungera avenpa sjon, men med kortare laddningstid [14]. Rutten over Riddarfjarden liknar mycket den somgar over Gota Alv. Det som skiljer dem at ar att rutten i Stockholm ar nagot kortare och harett ytterligare stopp. Detta talar for en losning med superladdning, eftersom fartyget kommerbefinna sig i land storre del av tiden, jamfor med vad ALVIS gor. Med en hastighet pa 6 knoptar sig ALVIS over Riddarfjarden pa cirka 5 minuter.

Bryggresonemang

Linjen over Riddarfjarden stracker sig knappt 1 nautisk mil och restiden ar cirka 5 minuter.En bat som tar manga passagerare med cyklar, barnvagnar och nagon rullstol kan ta lang tidatt lasta av om baten inte ar anpassad for den intensiva avlastningen som behover ske. Kravetpa bryggorna blir da att manga personer, med eller utan cykel, ska kunna ta sig av samtidigtoch latt kunna ta sig i land utan att det blir ko. Aven transporten bort fran bryggplatsen medgangvagar och cykelbanor maste vara tillrackligt for att inte orsaka stopp i flodet.

Solna strand-linjen

Denna linje for passagerarna fran Solna strand i norr till Arstadal i soder. Pa vagen stannarlinjen pa fem platser; Minneberg, Hornsbergs strand, Alvik, Lilla Essingen och Hornstull. Linjenmarkeras med svart i Figur 17. Strackan ar drygt fem nautiska mil. Hastigheten begransas till

31

storsta del till 12 knop for skepp och pa vissa, korta, strackor 5 knop. Djupet varierar mendjupbegransningen ar 2,5 meter. SLLs tanke ar aven har att fyra stycken fartyg ska uppratthallatrafiken, varav tre stycken per dag ar i trafik. Prognosen sager att linjen trafikeras 14425 timmarper ar.

Figur 17: Solna strand-linjens strackning.

Forbindelser

Vid Solna strand finns mojlighet att byta till tunnelbana och bussar.Vid Minneberg finns inga naturliga forbindelser med det ovriga trafiknatet.Vid Hornsberg finns inom gangavstand tunnelbana.Vid Alvik finns forutom tunnelbanans grona linje aven mojlighet att aka Tvarbanan som

gar mellan Solna och Sickla.Pa Lilla Essingen ar de enda forbindelserna busslinje.Vid Hornstull finns mojlighet att byta till flertalet bussar samt tunnelbanans roda linje.Vid Arstadal finns mojlighet att byta till Tvarbanan och tunnelbanan.


Manga av stoppen som gors ligger strategiskt bra till; rutten skapar en tvarforbindelse somsaknas i Stockholm. Detta far forfattarna att tro att cyklister och aven gangtrafikanter kan sparabade moda och tid genom att ta baten ett fatal stationer for att sedan fortsatta sin resa tilljobbet eller liknande. Till exempel ar det tankbart att passagerare kan uppskatta strackningenmellan Minneberg och Hornsberg, som sjovagen ar mycket kort, men landvagen ar betydligtlangre.

Pa samma satt som tidigare ar det svart att uppskatta hur manga resenarer som kan tankasaka med rutten eftersom ordentligt underlag saknas. En rapport fran SLL patalar att sanno-

32

likheten att passagerare endast kommer aka ett fatal hallplatser ar stor [15]. Det ar detta somplacerar rutten i ett hallbart sammanhang, utan dessa tvarforbindelser anser forfattarna attlinjen skulle vara redundant da restiden mellan andstationerna skulle vara oforandrad.


Enligt ovanstaende resonemang bor krav och tillganglighet for cyklister sattas hogt nar batenska tas fram, detta uppfyller aven kraven pa tillganglighet som SLL satt upp. Pa denna ruttbor aven fler sittplatser prioriteras da rutten ar langre och det tar langre tid att aka mellanfler hallplatser. I och med detta borde interioren vara uppdelad pa en del dar cyklister kan staeller sitta med sina cyklar och en del dar sittande passagerare haller till. Eftersom hallplatsernaar fler pa denna linje ar aven har av stor betydelse att pa- och avstigningen gar snabbt, foratt minska restiden. Detta skulle kunna utformas pa samma satt som for Riddarfjardslinjen.Forfattarna tror dock inte att detta ar av samma behov, eftersom farre passagerare skulle gaav pa varje hallplats.

Forfattarna anser att ett fartyg liknande de som rekommenderas for Riddarfjardslinjen menmed en inredning dar en mindre del av fartygets golvyta ger plats till cyklar och stora delar arsittplatser for gaende. Detta fartyg skulle behova koras med en hybridmotor, som bade gar paelektricitet och diesel. Genom att implementera samma snabbladdningssystem som ovan kanfartyget ga lang vag pa elektricitet och ges visst stod med diesel.

Bryggresonemang

Strackan Solna strand till Arstadal liknar strackan over Riddarfjarden med skillnaden att denstracker sig mycket langre. Med 7 stopp totalt sa kan det handa att vissa resenarer onskar akalangre strackor och andra kortare strackor. Baten kan inte langre forlita sig pa att hela sallskapettar sig av baten likt en evakuering vid varje hallplats, utan vissa eller manga resenarer vill sittakvar sa cyklar och barnvagnar behover under dessa omstandigheter kunna ta sig av utan attandra resenarer stors.

Det blir svarare att motivera bryggor pa bada sidor av baten nar det inte ar lika mangasom gar av och pa vid varje hallplats. Mer effektivt blir det att kunna lagga till med sidan motoch sedan aka ivag rakt fram mot nasta hallplats. Tiden som forloras med enkelsidig pastigningvinner man tillbaks nar det gar fort att lagga till och lossa.

Eftersom linjen inte blir lika tattrafikerad som tunnelbanenatet sa kommer det behovasbra och tillforlitlig information vid hallplatserna. Sittplats, skydd for vader och vind samtpedagogisk realtidsinformation eller text kravs for att gora linjen attraktiv och tillforlitlig saatt den kan komma att anvandas i vardagen.

Ekerolinjen

Denna linje gar mellan Tappstrom pa Ekero och stadshuskajen via Gamla stan. Linjestrackningenmarkeras med gult i Figur 16 och Figur 18. Rutten ar cirka 9 nautiska mil lang och hastighe-ten begransas till 12 knop for skepp och lokalt till 5 knop. Djupgaendet for ett fartyg skullebegransas till 2 meter. Det finns aven vissa langd och breddbegransningar, eftersom ett fartygskulle vara tvunget att vanda i kanalen vid tappstrom, som ar relativt smal. Det ska dockpapekas att fartyg med langd pa upp till 30 meter har lyckats vanda dar. Det medfor dock attdet maste vara val manovrerbart SLL tanke har ar att ett fartyg kommer uppratthalla trafikenoch detta fartyg kommer vara i trafik 1150 timmar per ar.

33

Figur 18: Ekerolinjens strackning. Detaljerad karta over Riddarjarden finns i Figur 16.

Forbindelser

Vid Tappstrom finns mojlighet att byta till buss for vidare resa ut pa Malaroarna.Vid Gamla Stan finns mojlighet att byta till tunnelbanans grona och roda linje samt flertalet

busslinjer.Vid Stadshuskajen finns samma forbindelser som for Ridarfjardslinjen.Restid fran Tappstrom till Centralen ar 40 min med buss och tunnelbana.


En batlinje mellan Ekero och Stockholms innerstad skulle avlasta busstrafik, tunnelbana ochforhoppningsvis aven den ovriga biltrafiken. Att tro att en linje som denna med endast ett ellertva fartyg skulle kunna gora nagon storre paverkan pa trangseln i biltrafiken i Stockholm skullekunna ses som naivt. Pa langre tid, om systemet utvecklas kan det dock gora stor skillnad.


Denna rutt skiljer sig fran de andra linjerna i att den storsta delen av hela restiden gar at tillatt just resa. Detta medfor att av- och pastigning inte ar lika centralt. Detta tillater en mertraditionell av- och pastigning, vilket kan vara bra da utrymmet vid Tappstrom ar begransat,pa grund av vattenstand och/eller trafik.

For skepp ar hastighetsbegransningen i Malaren 12 knop, vilket gor att restiden for dennaresa ar cirka 45 minuter i den hastigheten. Eftersom detta ar fem minuter langre an ovrigakollektivtrafiken bor detta vara marschfarten, om det inte gar att fa dispens fran lansstyrelsen,i sa fall bor detta vara malet. Ett mal bor vara att soka dispens for hogre hastigheter och siktapa en marschfart pa uppat 20 knop.

Har ar sannolikt behovet av cyklar mycket mindre, eftersom manga behover resa langrestrackor till Tappstrom for att ta baten. Ett fatal cyklar bor anda ga att ta med, och avenbarnvagnar. Eftersom strackan ar sa pass lang bor endast sittplatser anvandas. Nar restidensannolikt blir langre kan en mojlighet att locka passagerare vara att tillhandahalla bord ochelektricitet vid varje sittplats, vilket okar dragningskraften till batpendling och avlastar dabefintliga busslinjer, alternativt lockar nya resenarer. I och med att restiden ar sa pass langbor beakta mojligheten att kora tva stycken mindre fartyg som kan ge en hogre turtathet. Medbara ett fartyg kan turtatheten bli max en gang varje en och en halv timme. Om en passagerareforlitar sig pa den turen och inte kommer med blir passageraren mycket forsenad, detta minskardragningskraften till pendelbaten. Med ett extra fartyg minskar den potentiella forseningen och

34

okar dragningskraften. Svall, stranderosion och buller som foljd av den nya linjestrackningenkan minskas om batarna gors mindre, allternativt sa kan de ga fortare med samma laga averkan.

Baten bor vara smalare an katamaranerna foreslagna ovan och da av enskrovstyp. Sannoliktskulle baten aven vara tvungen att vara kortare, for att kunna vanda runt vid tappstrom, somar en forhallandevis trang kanal. Den bor utformas sa att utgangen ar lika bred som utgangarnapa katamaranerna for att kunna dockas pa samma satt som dem. Har den flera utgangar bordessa placeras pa samma avstand som katamaranerna. Har har forfattarna avvikit fran SLLskrav och tagit fram en interor som uppfyller kraven, dock endast om det ar tva fartyg somkor. Detta for att oka turtatheten vilket kommer gora linjen mer attraktiv for fler potentiellaresenarer.

For att kunna hantera av- och palastning vid Tappstrom sa bor insteget ligga runt 1,5m.Detta kan vara for hogt for hela baten om man vill uppfylla stabilitetskraven. Cyklar, barnvagnaroch rorelsehindrade maste fortfarande kunna anvanda baten aven om interioren laggs pa olikahojd.

Bryggresonemang

Tappstromskanalen ar smal med begransat djupgaende med en befintlig betong-tra-brygga.Detta gor det svart att placera ut ytterligare en brygga som da skulle begransa framfarten forovrig trafik. Ett allternativ ar att bygga om kajen men forfattarnas intentioner ar att begransaaverkan pa befintlig infrastruktur. Kravet pa hastig pa- och avlastning ar inte lika stort da turenar langre an tidigare namnda rutter och stoppen ar farre.

Hallplatsen vid Stadshuskajen ar delad med riddarfjardslinjen och det vore optimalt omsamma brygga kan anvandas for bada linjerna. Vid gamla stan bedoms det som rimligt attlagga till vid den befintliga kajen.

Bryggkoncept

En tanke med bryggkonceptet ar att det ska tillata flexibilitet samtidigt som det uppfyller dekrav som fartygen staller pa dem. Flexibiliteten har varit i atanke nar fartygen tagits fram ochtanken ar att samma brygga ska kunna anvandas, mer eller mindre, for alla linjer. Det forsta somdok upp rorande flexibilitet var flytbryggor. Med flytbryggor behovs inga storre ingrepp i denbefintliga kajen. Det ar ocksa fordelaktigt att bryggorna kan byggas pa en annan plats och sedanbogseras till kajplatsen. Tanken ar ocksa att rorelsen hos bryggan relativt baten blir mindremed flytbryggor. For att uppna en flexibilitet som gor att samma brygga kan anvandas pa olikarutter och for olika batar, maste granssnittet mellan brygga och bat se likadant ut. Resultatetsom forfattarna kommit fram till ar att alla fartyg ska anvanda samma landgangar, och dessakommer bli 2,5 meter breda och ansluta till fartygen pa samma satt. Landgangarna hakar ifartyget och haller dem pa plats i horisontalplanet samtidigt som det ger fartyget mojlighet attrora sig i vertikalled. Se Figur 19 nedan for detaljritning. Bryggan ar forsedd med fendrar ellerfjadrade rullar sa baten latt kan manovreras in mellan bryggorna eller lagga till sa landgangarnaautomatiskt kan hakas i.

35

Figur 19: Lasanordning mellan landgang och bat.

Bryggan i sig kommer vara 30 x 5 meter stor och kommer pa de hallplatser pa Riddarfjardenankras i par sa att av och pastigning sker pa olika sidor och kan da bidra till snabbare stopp vidland. Landgangarna ar 3,5 meter langa och ar fasta mitt pa bryggan. Landstigning fran bryggansker med en langre landgang. Langden pa landgangarna maste vara tillracklig sa att lutningeninte blir for brant [16]. Tanken som forfattarna har ar att biljettkontroll sker innan passagerarekliver ombord pa baten for att ytterligare snabba pa av- och pastigningen. Hur denna kontrollska ske anser forfattarna vara upp till landstinget eller SL att besluta om.

36

Figur 20: Exempel pa hur bryggkonceptet kan placeras. Detta skulle vara placeringen for samt-liga stopp pa Riddarjardslinjen.

Regler och lagar kring handikappanpassning samt SLLs krav kring vinterdrift gor att vis-sa andra krav stalls. Lutningarna far inte vara for stora pa ramper sa att det blir svart forrorelsehindrade eller rullstolsburna att anvanda batarna. Det som ligger nara till hands da aren, eller flera, flytbryggor som justerar sig sjalva nar vattennivan varierar. Vinteranpassningenav bryggorna gors genom motorer som driver propellrar som i sin tur ror runt vattnet sa detinte fryser. Liknande koncept finns i manga hamnar som har batar liggande aret runt.

Da bade Riddarfjardslinjens och Solna strand-linjens fartyg helt, eller delvis, drivs medelektricitet behovs laddstationer i anslutning till bryggorna. Som tidigare namnt ar tanken attbatarna ska vara av plug-in-hybridmodell, liknande det koncept som finns pa busslinje 73 iStockholm REF3. Laddningen dar sker genom att bussen kor in under en stolpe dar en kontaktsanks ned och ansluter till bussen. Forfattarna har tankt en liknande losning pa pendelfartygen.Om kontaktstrukturen, som visas i Figur 21, ar latt fjadrande kan den ta upp rorelser somberor av vagor. Dessa installeras lattast pa kajen, da granssnittet mellan bryggan och kajen kanforenklas.

37

Figur 21: Laddningslosning for elhybridbussar av samma modell som kor i Stockholm.

Resultat

Riddarfjardslinjen

For Riddarfjardslinjen har batkonceptet slutat upp i en katamaran av liknande typ som Alvis.Den kommer bli 10 meter bred och 25 meter lang. Tre 2,5 meter breda dorrar ar jamt utplaceradepa vardera sida. Detta medger avstigning at ena sidan och pastigning at andra. Interioren gerplats at 74 sittande passagerare, upp till 40 cyklar och flera staende. Interioren ar luftig och tanktatt bidra till snabb av- och pastigning. Cyklarna ar tankta hallas av cyklisterna sjalva med hjalpav racken som nar till midjehojd. Det finns totalt 14 racken med en langd av 2 meter. Tankenar att tre cyklar pa led far plats pa vardera sida vid 2 stycken racken. Midskepps fartyget finnstva racken, ett mittemot varje mittdorr. Vid varje av dessa far det plats 2 stycken cyklar. Dessaplatser kan aven anvandas for staendes samtidigt som tanken ar att det ska finnas ledstanger itaket over gangarna mellan de framre och bakre dorrparen. Dessa ska hjalpa staendes att hallai sig.

De skillnader som gors mot ALVIS ar att interioren inriktar sig mer mot cykelpendlare,snabb av- och pastigning samt batterier som laddas vid stopp pa hallplatserna istallet for attbyta ut dem helt mot fulladdade batterier. Eftersom linjen ar kortare och stoppen relativt kortidblir langre sa ar forandringarna nodvandiga for att ge ett sa bra koncept som mojligt.

Solna strand-linjen

Pa linjen mellan Solna Strand och Arstadal sa ser det basta batkonceptet ocksa ut att vara enkatamaran med god stabilitet som mojligor avstigning pa ena sidan. Samma skrovform som paRiddarfjardslinjen ska anvandas.

38

De storsta skillnaderna ar att av- och pastigning sker pa samma sida vid varje hallplats menkan variera fran styrbord till babord sida mellan olika hallplatser. Det finns bara tva 2,5 metersdorrar forpa och avstigning da antalet cyklar som kan tas med minskat. Det finns plats for 162sittande passagerare och 22 cyklar. Batarna kommer aven behova storre motorer som mojliggorframfart i 12 knop.

Drivmedlet blir en kombination av elektricitet och biodiesel, en hybridlosning, eftersomeffektbehovet okar med hastigheten, kortid jamt tid vid hallplats okar och hallplatserna blirfler vilket skulle resultera i hoga installationskostnader for laddstationer om man vill ha det vidvarje hallplats. Istallet sker framdriften i forsta hand med elektricitet och nar den inte racker tillsa slar biodieseln till. Laddstationer kommer finnas vid Solna strand, Alvik och Arstadal, darmest passagerare forvantas ga av och pa och stoppen blir som langst. Interioren ar framtagen saatt av- och pastigningen kan ske latt aven nar manga passagerare valjer att inte ga av. Cyklarpa baten ska inte stanga in varandra sa att de star i vagen nar andra passagerare vill ta sig av.

Ekerolinjen

Konceptet som tagits fram for Ekerolinjen skiljer sig, foga ovantat, fran de andra linjerna.En enkelskrovsbat med manga sittplatser samt mojlighet att ta med cyklar, barnvagnar ochrorelsehindrade i viss utstrackning har tagits fram. Eftersom fartyget smalare och kortare kom-mer baten ligga lagre i vattnet. For att bibehalla en god stabilitet maste lasten, i detta fallpassagerarna, placeras lagre ned i fartyget. Detta gor att trappor maste leda ned fran ingangentill passagerarplatserna. Ramper med acceptabel lutning ar inte mojligt att astadkomma, dadenna ramp skulle ta upp storre delen av fartyget. For att losa problemet med tillganglighet ochplats for barnvagnar, rullstolar och cyklar, har platser for detta allokerats i samma hojd somingangen. Denna yta ar 1,3 meter djup och 3 meter bred. Forfattarna anser att detta utrymmeskulle vara tillrackligt for den arbetspendling under resonemanget som fors ovan.

Kravet i RFI:n ar 95-150 passagerare medan batkonceptet som forfattanra tagit fram endasthar plats for 70 passagerare. Tanken ar att tva batar kan utfora uppgiften battre an en bat.Fordelarna med tva batar ar: Turtatheten okar fran var 90:e minut till var 45:e minut (givetmedelhastigheten 12 knop). Mer kontinuerligt flode med hogre flexibilitet.

Mindre svall, stranderosion och buller med samma hastighet, allternativt hogre hastighetmed samma paverkan.

Hogre redundans, om nagot gar sonder finns det en till bat.Lattare att manovrera sma batar kring kajer och bryggor. Extra bra vid Tappstrom dar det

ar smalt. Nackdelarna med att ha tva batar ar:Hogre inkopskostnader. Billigare med stora batar. Mer underhall om man har tva batar, tva

motorer, osv. Hogre personalkostnader.Fo?rfattarna anser att tva batar ar alternativet att foredra aven om kostnaderna okar.

Funktionaliteten ar det primara och vinsten som gors i tid kommer med storre sannolikhet attlocka fler passagerare vilket i sin tur vager upp for okade inkops- och omkostnader. For att merkonkret ta fram vad vinsten och kostnaden blir sa kravs det en fordjupad studie.

Finansiering

RFI:n begar aven forslag pa finansiering. Finansieringen och skotseln av kollektivtrafiken ar enkomplicerad fraga som innefattar komplicerade upphandlingsforfranden som har till uppgift attminska risken for korruption inom offentlig forvaltning. Darfor kommer endast ett lattare resone-mang foras kring detta. For Riddarfjardslinjen och Solna strand-linjen anser forfattarna att SLLbor aga eller leasa batarna och sedan upphandla driften av fartygen fran trafikentreprenorer.

39

Detta liknar upplagget med tunnelbanan dar tunnelbanan ags eller leasas av SL, men skots aventreprenorer. Genom att upphandla driften kan landstingen budgetera for denna fasta kostnad,som blir minsta mojliga tack vare upphandlingsforfarandet.

Vad galler Ekerolinjen anser forfattarna att hela tjansten ska upphandlas fran trafikentre-prenorer. Detta innebar att landstinget bestaller en tidtabell som den vinnande entreprenorenfoljer. Detta medger att pa de tider da det ej gar nagon trafik pa linjen kan entreprenoren bedri-va annan verksamhet med fartygen. Detta liknar mer upphandlingen som sker med busstrafikeni Stockholm.

40

Litteraturforteckning

[1] Autoridad de Canal de Panama, This is the canal,

https://www.pancanal.com/eng/acp/asi-es-el-canal.html

(hamtad 2015-02-06)

[2] Autoridad de Canal de Panama, Pressmeddelande 2009-01-19, Dimensions for future lockchambers and ’new panamax’ vessels

http://www.pancanal.com/common/maritime/advisories/2009/a-02-2009.pdf

(Hamtad 2015-02-06)

[3] Kinder Morgan Harbour island terminal

http://www.kindermorgan.com/pages/business/products_pipelines/terminals_w_harbor_island.aspx

(Hamtad 2015-02-06)

[4] Agemar Puerto La Cruz

http://www.agemar.net/popup/22.asp

(Hamtad 2015-02-06)

[5] Milchert, T. Handledning i fartygsprojektering, 2000, Stockholm, KTH Marina system

[6] MSY Hydrostatics. Kuttenkeuler, J. KTH Marina system. Hamtat fran

https://bilda.kth.se/courseId/12121/courseDocsAndFiles.do

2015-02-06.

[7] International maritime organization. Resolution A.749(18), 1993

http://www.imo.org/blast/blastDataHelper.asp?data_id=22598&filename=A749(18)E.pdf

(Hamtad 2015-03-20)

[8] Det Norske Veritas, Hull structural design ships with length 100 meters and above, 2007,Høvik.

https://exchange.dnv.com/publishing/rulesship/2007-01/ts301.pdf(Hamtad 2015-03-26)

[9] Garme, K. Fartygs motstand och effektbehov. 2012, Stockholm, KTH Marina System.

41

https://www.pancanal.com/eng/acp/asi-es-el-canal.html





http://www.agemar.net/popup/22.asp

https://bilda.kth.se/courseId/12121/courseDocsAndFiles.do



https://exchange.dnv.com/publishing/rulesship/2007-01/ts301.pdf

[10] Internation maritime organization. Interim guidelines for voluntary ship CO2 emissionindexing for use in trails, 2005.

http://www.imo.org/blast/blastDataHelper.asp?data_id=12740&filename=471.pdf

(Hamtad 2015-03-26).

[11] Wartsila X72

http://www.wartsila.com/sv/engines/generation-x-low-speed-merchant-marine-2-stroke/w-x72

(Hamtad 2015-03-20).

[12] Stockholms lans landsting (2015), Request for information (RFI) av modernt pen-delbatstonnage och strategiskt skargardstonnage i Stockholm (SL 2014-2746-1), Stockholm:Trafikforvaltningen.

[13] Hallberg, et. al., 2008. ALVIS - the GoPax, Goteborg, Chalmers universitet.

[14] Bussmagasinet, Premiar for Stockholms nya elbusslinje,

http://www.bussmagasinet.se/2015/03/premiar-for-stockholms-nya-elbusslinje/

(Hamtad 2015-06-02)

[15] Stockholms lans landsting (2013), Utredning om Batpendling i Stockholm (Diarienummer:TN2-2013-00848), Stockholm: Trafikforvaltningen.

[16] Goteborgs stad, Teknisk handbok (2009), Forklaring av fargnyckelns indelning - funk-tionshindrade som norm, (Hamtad fran: http://www.th.tkgbg.se/Portals/0/STARTFLIKEN/Program%20och%20policys/F\protect\unhbox\voidb@x\bgroup\U@D1ex\setbox\z@\hbox\char127\[email protected]\advance\dimen@\ht\z@\accent127\fontdimen5\font\U@Da\egrouprgnyckel%20lutningar-fyra%20delar.pdf 2015-06-06), Goteborg: Trafikkontoret.

42





http://www.bussmagasinet.se/2015/03/premiar-for-stockholms-nya-elbusslinje/

http://www.th.tkgbg.se/Portals/0/STARTFLIKEN/Program%20och%20policys/F\protect \unhbox \voidb@x \bgroup \U@D 1ex\setbox \z@ \hbox \char 127\dimen@ -.45ex\advance \dimen@ \ht \z@ \accent 127\fontdimen 5\font \U@D a\egroup rgnyckel%20lutningar-fyra%20delar.pdf





Appendices

43

Appendix 1:Propellermodellering

Inledning

Propellrar ar det vanligaste framdrivningelementet for fartyg. Det finns som vantat mangaolika utforanden i vilka en propeller kan komma dar flera olika parametrar spelar in. For storrefartyg efterfragas en stor propeller, som drivs med lagt varvtal, eftersom effektiviteten ar stor.Den mest effektiva propellern har bara ett blad, da alla bladen (ett i detta fall) endast passerargenom en ostord fluid. Den enbladiga propellern har dock storre nackdelar i form av okat slitagepa drivaxel och annat maskineri till foljd av vibrationer fran den obalanserade propellern.

Det gar att analysera propellrar med flera olika modeller, tva av dessa ar bladelementteorioch momentteori. Var for sig ger de tva teorierna inte tillrackligt rattvisande resultat, tillsam-mans dock ger teorierna god analys av propellern.

Propelleranalysen anvands for att i inledande stadier kontrollera hur val en propeller i ettvisst utforande lever upp till stallda krav. Dessa krav ar till exempel krav pa framdrivningshas-tighet, motstand som skeppet upplever fran vattnet som maste overvinnas samt begransandegeometrier.

Bladelementsteori (BET)

BET tar hansyn till propellerns geometri och olika segments mekaniska laster.Med BET delas propellerbladet upp i flera segment, dar ett enskilt, oberoende segment ej

paverkas av ovriga segment. Momentet och framdrivningskraften for varje element beraknasoch summeras sedan for att fa det totala momentet och den totala kraften som propellern gerupphov till. I BET tas inte bladets rotation med i berakningarna. Berakningen av momentetoch framdrivningskraften beskrivs av Ekvation 1 och 2 respektive.

∆MBET = qcN [CLsin(φ) + CDcos(φ)] r∆r (1)

∆TBET = qcN [CLcos(φ)− CDsin(φ)] ∆r (2)

dar q ar det dynamiska trycket, c ar kordan, N ar antalet propellerblad, CL ar lyftkoeffici-enten, CD ar motstandskoefficienten, r ar avstandet till propellerns rotationcentrum (nav) och∆r ar segmentets hojd.

Momentteori (MT)

Medan BET har hansyn till propellerns geometri, betraktar mometteorin fluidens rorelse ochfundamentala fysiska och stromningsdynamiska fenomen och inte alls propellerns geometri. Detsom ligger i fokus ar tryckskillnaden innan och efter propellern. I momentteorin ses propellern

i

som en oandligt tunn skiva som hojer trycket i strommen momentant samtidigt som fluidenpasserar. For att kunna gora detta maste en del antaganden goras;

- att trycket okar momentant nar fluiden passerar propellern.- att fluidens acceleration ar konstant over skivan och genererar tryck jamnt over skivan.- att fluiden ar friktionsfri och inkompressibel.- att stromingsfaltet ar laminart och stationart.- att fluiden initialt inte har nagon hastighetskomposant i propellerns plan.- att fluiden som strommar genom propellern separeras fran den omgivande fluiden.Dessa antaganden ar inte rimliga ur ett enskilt stromningsdynamiskt perspektiv, men kan

ge tillrackligt god ingenjorsmassig noggrannhet.Precis som i BET delas i momentteorin propellerbladet upp i mindre delar, anullus. Vrid-

momentet och framdrivningskraften for varje del beraknas enligt Ekvation 3 respektive 4.

∆MMT = 4πr3ρνA(1 + a)a′ω∆r (3)

∆TMT = 4πrρν2A(1 + a)aω∆r (4)

Dar ρ ar fluidens densitet, νA ar fluidens inflodeshastighet, ω ar propellerns vinkelhastighet,∆r ar elementets hojd. a och a? ar axial inflow factor respektive tangential inflow factor.

Kombination av de bada teorierna

De olika teorierna var for sig ar felvisande och genererar stora skillnader i resultat for badekraft och vridmoment. Om daremot ekvationerna for M och T stalls upp som ekvationssystemenligt nedan som sedan loses erhalls goda approximationer for kraft och vridmoment. Systemetav Ekvation 5 och 6 loses med avseende pa a och a?.

∆MMT −∆MBET = 4πr3ρνA(1 + a)a′ω∆r − qcN [CLsin(φ) + CDcos(φ)] r∆r = 0 (5)

∆TMT −∆TBET = 4πrρν2A(1 + a)aω∆− qcN [CLcos(φ)− CDsin(φ)] ∆r = 0 (6)

Ekvationssystemet loses latt med numeriska metoder och MATLAB-kod finns bifogad over ettprogram somgordet. aocha?erhallsochmomentetochframdrivningskraftenfordenaktuellaprollersegmentetkan beraknas. Verkningsgraden (effektiviteten) kan beraknas enligt Ekvation 7

η =putpin

=TνAωM

(7)

Trots att approximationen ar god visar empiriska undersokningar att BET och momentteoritillsammans overskattar kraft och underskattar vridmoment, vilket innebar att effektivitetenar overskattad med 5-10Eftersom framdrivningskraften och vridmomentet, enligt ovan, endasthar beraknats for en liten del maste dessa delar summeras for att ge hela propellerns bidrag.MatLabkod finns bifogad i Appendix 2.

ii

Appendix 2:Propellermodelleringsprogrammet,MATLAB-kod

%% Propellermodellering% Carl-Anders Carlssonclcclearclose all

global omega rpm vA r gp rho dr c N AR e

%% InputsvA = 4.1130; % [m/s] Free steam velocity% vA = 4.35; % Fran egen uppgitrpm = 46; % [varv/minut] rotationr = 2.288; % [m] Radie ut till elementetdr = 0.325; % [m] Radiellt inkrementc = 1.40; % [m] Lokal kordagp = 9.750; % [m] Gepmetrisk pitchN = 5; % [-] Antal propellerbladAR = 2.7; % [-] Geometrisk aspekt ratioe = 0.9; % [-] Span efficiency factorrho = 1025; % [kg/m3] Fluidens densiteta = 0.1; % (axial inflow factor)a_ = 0.01; % (tangential inflow factor)

% input uppgift 4

ri = 0.5; % [m] navets radiery= 3.75; % [m] propellerns radieD = 7.5; % [m] propellerns diameter%D = 7.8; %fran egen uppgiftGPD = gp/D; % Geometrical pitch/ diameterJj = 0.1:0.01:1.4; % Advance coefficientn = rpm/60; % rev per s.

i

nelem = 10; % number of elementsdr = (ry-ri)/nelem; % size of each propeller elementddr = (ri+dr/2):dr:(ry-dr/2); % vector of each propeller elementsAR = ryˆ2/(ry*c); %

KTj = zeros(1,length(Jj));KQj = zeros(1,length(Jj));KTreq = zeros(1,length(Jj));eta0 = zeros(1,length(Jj));

% for j = 1:length(Jj) % Slinga dar J varierar% J = Jj(j);

J = 0.6;j = 1;n = vA/(J*D);rpm = n*60;

for i=1:10 %slinga for att summera over helapropellerelementet

r = ddr(i);%% Equations

omega = rpm*2*pi/60; % Vinkelhastighet, ej beroendeav a

theta = atan(gp/(2*pi*r)); % pitch-angleCl_alpha = 2*pi; %

%% Solver

avec=[a,a_];avec = fsolve(@(avec) dMT(avec,rpm,vA,r,gp,rho,dr,c,N,AR,e)

,[a a_]);[res alpha Cl Cd CL CD Pin Put dT dM eta] = dMT(avec,rpm,vA,

r,gp,rho,dr,c,N,AR,e);T(i) = dT;M(i) = dM;Eta(i) = eta;Avec(i,:) = avec;Pin(i) = Pin;Put(i) = Put;

end

dT = T;dM = M;T = sum(T);

ii

M = sum(M);Putot= M*omega;Pitot= T*vA;

KTj(j) = T/(rho*nˆ2*Dˆ4);KQj(j) = M/(rho*nˆ2*Dˆ5);eta0(j) = (KTj(j)/KQj(j))*(J/(2*pi));Treq = 941000;%Treq = 7.1589e+05; %Fran egen uppgift.KTreq(j) = Treq*Jˆ2/(rho*Dˆ2*vAˆ2);

BAR = N*c*(ry)/(Dˆ2*pi/4);

% end

%%

% plot(Jj,KTj,'b-',Jj,10*KQj,'c--',Jj,eta0,'r',Jj,KTreq,'g-')% axis([0.2 1.3 0 0.9])% legend('KT','10*KQ','Eta0','KTreq')

Funktionsfilen dMT.m, beraknar dM och dT for varje segment

function [res alpha Cl Cd CL CD Pin Put dT dM eta] = dMT(avec,rpm,vA,r,gp,rho,dr,c,N,AR,e)

%global omega rpm vA r gp rho dr c N AR e

a = avec(1);a_ = avec(2);

omega = rpm*2*pi/60; % Vinkelhastighet, ej beroende av av0 =vA*(1+a); % flodeshastighet over propeller, beroende av

av2 = omega*r*(1-a_); % flodeshastighet vilkelratt mot v0v = sqrt(v0ˆ2+v2ˆ2);theta = atan(gp/(2*pi*r)); % pitch-angleq = 0.5*rho*vˆ2; % dynamiskt tryckfi = atan(v0/v2); % vinkelalpha = theta-fi; % vinkelCl_alpha = 2*pi; %Cl = Cl_alpha*alpha; % TryckkoefficientCd = 0.008-0.003*Cl+0.01*Clˆ2; % MotstandskoefficientCL = Cl/(1+(2/(e*AR))); % lyftkoefficientCDi = CLˆ2/(pi*e*AR);CD = Cd + CDi;

iii

dM_1 = 4*pi*rho*rˆ3*vA*(1+a)*a_*omega*dr;dM_BET = q*c*N*(CL*sin(fi)+CD*cos(fi))*r*dr;Mres = dM_1-dM_BET;

dT_1 = 4*pi*r*rho*vAˆ2*(1+a)*a*dr;dT_BET = q*c*N*(CL*cos(fi)-CD*sin(fi))*dr;Tres= dT_1-dT_BET;

res= [Mres Tres];Pin = dM_BET*omega;Put = dT_BET*vA;eta = Put/Pin;dM = dM_BET;dT = dT_BET;

end

iv

Appendix 3: MATLAB-kod formotstandsberakningar

%% Motstandsberakning% Carl-Anders Carlssonclcclear allclose all

%% input% Vattnets och egenskaperrho = 1025; % vattnets densitet [kg/mˆ3]v = 1.2*10ˆ-6; % vattnets kinematiska viskositet [mˆ2/s

]g = 9.82; % Tyngdaccelerationen [m/sˆ2]

% Skeppets egenskaperB = 40; % Bredd [m]L = 265; % Langd [m]T = 13; % Djupgaende [m]D = 20; % Fribordshojd [m]H = 40; % Hojd fran kol till hogsta punkt [m]

Lpp = 250; % [m]

V = 110000; % Deplacement [mˆ3]S = 10824; % Vat yta [mˆ2]vkn = 10:15; % Skeppets fart [knop]vms = vkn.*1852/3600; % Skeppets fart [m/s]

CB = 0.80; % Block coefficient [-]CP = 0.80; % Prismatisk koefficient[-]%% Berakning% Dimensionslosa talFn = vms./(sqrt(g*L)); % Froudes talReL = vms.*L/v; % Reynolds talLambda = Lpp/(Vˆ(1/3));

% Viskost motstandCf = 0.075./(log10(ReL)-2).ˆ2; % Plattfriktion

i

k = -0.095+25.5*CB/((L/B)ˆ2*sqrt(B/T)); % Formfaktorks = 150*10ˆ-6; % YtrahetdCf = 10ˆ-3*(105*(ks/L)ˆ(1/3)-0.64); % Ytrahetstillagg

%% Berakningar

CR = 0.92*10ˆ-3; % CR enligt diagram.alfa = 265/4; % Skalfaktor modell. (Modellen ar 4 m)vmms = vms./(sqrt(alfa));ReM = vmms*4/v; % Modellens raynolds tal.CFm = 0.075./(log10(ReM)-2).ˆ2; %Modellens CFmCTM = CR+CFm;CRM = CTM-(1+k).*CFm; % Vart CRM

%% Skrovets motstandskoefficientAT = B*1.5*T;CAA = 0.001*AT/S;

CT = (1+k)*Cf+dCf+CAA+CRM; %+CRM

RT = 1/2.*rho.*vms.ˆ2*S.*CT;

%% Rodrets motstand

kr = 0.3;Sroder = 100;CFr = 0.075./(log10(ReL)-2).ˆ2;CDr = (1+kr)*CFr;Rroder = 1/2*rho*vms.ˆ2.*CDr;

%% MotstandHM = [439.67 535.03 651.71 802.48 1006.17 1288.09];w = CB/2-0.05; % Medstromsfaktort = 0.6*w; % SugfaktorRtot = RT+Rroder; % Kraft [N]Rreq = Rtot/(1-t);PE = Rreq.*vms; % Effekt [W]R10 = 1.1*Rreq; % + 10% som marginal.PE = R10.*vms;plot(vkn,R10/(1e6),'-',vkn,HM/1000,'g');legend('Motstand enligt rapport','Holtrop & Mennen')xlabel('Hastighet [kn]'), ylabel('Motstand [MN]')%% Berakning av konstanter som behovs for propllermodellering

w = CB/2-0.05; % Medstromsfaktort = 0.6*w; % SugfaktorvA = (1-w)*6.69; % Fristromshastighet vid 13 knop.Tr = R10(4)/(1-t); % Thrust, den behovda kraften som propellern

maste ge.

ii

etah = (1-t)/(1-w); % SkrovverkningsgradD = T*0.6; % Propellerns diameterJ = 0.6; % Advanced numbern = vA/(D*J)*60; % VarvtalN = 5; % Antal propellerblad

%% Plotta KT for att anvanda propller chart

jjj = 0.1:0.01:1.3;KTJ = Rreq(4)*jjj.ˆ2/(rho*vAˆ2*Dˆ2);plot(jjj,KTJ)axis([0 1.4 0 0.6])% Detta ger, for P/D =1.3, J = 0.75, eta = 0.62, 10*KQ = 0.68, n(J

=0.75) =% 44 rpm%% Berakning av J?[KTj , Jj , KQj ,eta0 , KTreq, M, Putot, Pitot, BAR] = Prop(vA,n,D,N

,Tr);%% Plotplot(Jj,KTj,'b-',Jj,10*KQj,'c--',Jj,eta0,'r',Jj,KTreq,'g-')axis([0.2 0.9 0 0.9])legend('KT','10*KQ','Eta0','KTreq')%% Las av propellerchart och svara pa fragornaJ = input('Vilket J ska anvandas? '); %0.48KQ10 = input('Vilket KQ svarar mot samma J? '); % 0.26KT = input('Vilket KT svarar mot detsamma? '); % 0.19%% Berakning av Pin, Put, M och TKQ = KQ10/10;n = vA/(D*J); % Varvtal (RPS)M = KQ*(rho*nˆ2*Dˆ5); % MomentT = KT*(rho*nˆ2*Dˆ4); % Thrustomega = n*2*pi; % vinkelhastighetPin = M*omega; % In-effektPut = T*vA; % Ut-effektrpm = n*60; % Varvtal (Rpm)eta = Put/Pin; % Propellerns verkningsgrad%% Kavitationq0 = 1/2*rho*(vAˆ2+(pi*0.7*D*n)ˆ2); % Dynamiskt tryckAp = BAR*(Dˆ2*pi/4); % Propellerns areaTauc = T/(q0*Ap); % Propeller cavitation

numberPatm = 101325; % Atmosfarstryck [Pa]Pv = 1700; % Vapor pressure 15° [Pa]sigma07 = ((Patm+rho*g*(13-D/2))-Pv)/q0; % Lokalt kavitations nummer

%% Stabilitet

[heel, GZt, trim] = gz();

iii

GZ = zeros(1,25);angle = zeros(1,25);trim0 = zeros(1,25);

for j = 1:length(heel)if heel(j) >= 0 && GZt(j) >= 0

GZ(j) = GZt(j);angle(j) = heel(j);trim0(j) = trim(j);

endend

GZ(GZ==0) = [];angle(angle==0) = [];trim0(trim0==0) = [];

GZ(length(GZ)+1) = GZt(GZt==GZ(end));

if angle(end) >= 120*pi/180GZ(end) = []; angle(end) = []; trim0(end) = [];end

%% Integration av e30 o e40

e30area = 0;k = 1;while angle(k) < (30*pi/180) && k<72

e30area = e30area + (angle(k+1)-angle(k))*(GZ(k)+GZ(k+1))/2;k = k+1;

end

e40area = 0;k = 1;while angle(k) < (40*pi/180) && k<72

e40area = e40area + (angle(k+1)-angle(k))*(GZ(k)+GZ(k+1))/2;k = k+1;

end

e4030area = e40area-e30area;GM0 = 7.18;disp(['Arean mellan 0 och 30 grader ar ', num2str(e30area),'

mrad , storre an minsta tillatna pa 0.055 mrad'])disp(['Arean mellan 0 och 40 grader ar ', num2str(e40area),'

mrad , storre an minsta tillatna pa 0.090 mrad'])disp(['Arean mellan 30 och 40 grader ar ', num2str(e4030area),'

mrad , storre an minsta tillatna pa 0.030 mrad'])disp(['GZ-max ar ', num2str(max(GZ)),' m , storre an minsta

iv

tillatna pa 0.2 m'])disp(['GM0 ar ', num2str(GM0),' mrad , storre an minsta

tillatna pa 0.15 m3'])

Koden for funktionsfilen Prop.m

function [KTj , Jj , KQj ,eta0 , KTreq, M, Putot, Pitot] = Prop( vA,n,D,N,Tr )

%PROP Summary of this function goes here% Detailed explanation goes here

%global omega rpm vA r gp rho dr c N AR e

%% Inputs% vA = 4.6; % [m/s] Free steam velocity% rpm = 46; % [varv/minut] rotation% r = 2.288; % [m] Radie ut till elementet% dr = 0.325; % [m] Radiellt inkrementc = 1.40; % [m] Lokal kordagp = 9.750; % [m] Gepmetrisk pitch% N = 5; % [-] Antal propellerbladAR = 2.7; % [-] Geometrisk aspekt ratioe = 0.9; % [-] Span efficiency factorrho = 1000; % [kg/m3] Fluidens densiteta = 0.1; % (axial inflow factor)a_ = 0.01; % (tangential inflow factor)

% input uppgift 4

ri = 0.5; % [m] navets radiery = D/2; % [m] propellerns radieGPD = gp/D; % Geometrical pitch/ diameterJj = 0.1:0.01:1.4; % Advance coefficient%rpm = vA/(D*Jj)*60; % rpmnelem = 10; % number of elementsdr = (ry-ri)/nelem; % size of each propeller elementddr = (ri+dr/2):dr:(ry-dr/2); % vector of each propeller elementsAR = ryˆ2/(ry*c); %

KTj = zeros(1,length(Jj));KQj = zeros(1,length(Jj));KTreq = zeros(1,length(Jj));eta0 = zeros(1,length(Jj));

for j = 1:length(Jj) % Slinga dar J varierarJ = Jj(j);n = vA/(J*D);rpm = n*60;

v

T = zeros(1,nelem);M = zeros(1,nelem);Eta = zeros(1,nelem);Avec = zeros(1,nelem);Pin = zeros(1,nelem);Put = zeros(1,nelem);

for i=1:10 %slinga for att summera over helapropellerelementet

r = ddr(i);%% Equations

omega = rpm*2*pi/60; % Vinkelhastighet, ej beroende av atheta = atan(gp/(2*pi*r)); % pitch-angleCl_alpha = 2*pi; %

%% Solver

avec=[a,a_];avec = fsolve(@(avec) dMT(avec,rpm,vA,r,gp,rho,dr,c,N,AR,e),[a a_]);clc[res, alpha, Cl, Cd, CL, CD, Pin, Put, dT, dM, eta] = dMT(avec,rpm,

vA,r,gp,rho,dr,c,N,AR,e);T(i) = dT;M(i) = dM;Eta(i) = eta;%Avec(i,:) = avec;Pin(i) = Pin;Put(i) = Put;

end

dT = T;dM = M;T = sum(T);M = sum(M);Putot= M*omega;Pitot= T*vA;

KTj(j) = T/(rho*nˆ2*Dˆ4);KQj(j) = M/(rho*nˆ2*Dˆ5);eta0(j) = (KTj(j)/KQj(j))*(J/(2*pi));KTreq(j) = Tr*Jˆ2/(rho*Dˆ2*vAˆ2);

BAR = N*c*(ry)/(Dˆ2*pi/4);

vi

end

%%

%plot(Jj,KTj,'b-',Jj,10*KQj,'c--',Jj,eta0,'r',Jj,KTreq,'g-')%axis([0.2 1.3 0 0.9])%legend('KT','10*KQ','Eta0','KTreq')

end

vii

Appendix 4: Generalarrangemangoch huvuddata

Fartyget som projekterats ar en oljetanker som kommer frakta 80 000 ton raloja fran Vene-zuela till Seattle pa 40 dagar ungefar. Rutten gar genom Panamakanalen. Huvuddatan finnsredovisade i Tabell 1 och generalarrangemanget visas i Figur 2. Figur 1 visar en spantruta.Fartyget ar uppdelat i sektioner A-I. Fartyget har tio stycken lika stora tankar, dessa utgorsektion. Tankarna ar symmetriska langs fartygets centrumlinje. Arrangemanget ar inte specielltdetaljerat, men ger en god uppfattning om hur fartyget ser ut. Sektion A utgor maskinrummet,B haller bunkertankarna, som haller 1400 kubikmeter. C och I haller ballastvatten. Nagot somej ar markerat i arrangemanget ar pipelines som gar ovanpa dack. Det ar genom dessa somskeppet lastas.

Tabell 1: Fartygets huvuddata

Langd over allt, LOA 265 mLangd mellan perpendiklar, Lpp 250 mMaximal bredd, b 40 mDjupgaende, T 13 mFribord, F 7 mHojd till vaderdack, D 27 mHojd over allt, H 40 mBlockkoefficient, CB 0,8 [−]Marschfart, V 13 knMaskineffekt, NCR 7,58 MWDeplacement, ∆ 110 000 m3

Dodvikt, DWT 90 000 tonLattvikt, LW 20 000 tonBallastvikt, lastat 0 tonBallastvikt, olastat 20 000 tonTyngdpunkt, vertikalt 10 mTyngdpunkt, langskeppsled 135 mBegynnelsemetacentrum, GM0 7,18 m

Propellerdata:Diameter, D 7.8 mAntal blad, Z 5 stVarvtal vid marschfart, n 70 varv per minutStigningsforhallande, P/D 0.9[−]Varvtal, n 70 rpmBladareaforhallande, BAR 0.57 [−]

i

Figur 1: Fartygets spantruta.

ii

Figur 2: Generalarrangemang for tankerfartyg. Besattningsutrymmena ligger i overbyggnaden.

iii

Date post:	28-Jun-2018
Category:	Documents
Upload:	doantuong
View:	218 times
Download:	0 times

Naval Architecture Kandidatexamensarbete - DiVA …853529/FULLTEXT01.pdfThis chapter is a projection...

Documents