Skrovform och fart – så skapas svall

När SSPA grundades stod bokstavskombinationen för Statens skeppsprovningsanstalt, vars syfte var att hjälpa den dåvarande blomstrande svenska varvsindustrin att så effektivt som möjligt konstruera och utveckla nya fartyg. Efter en lång tid i symbios med Chalmers tekniska högskola sorterar SSPA numera som dotterbolag under statliga RISE, Research Institutes of Sweden, men fortfarande byggs här en mängd fartygsmodeller. 

Att konstruera en båt handlar i mångt och mycket om ständigt kompromissande mellan flera olika utformningar, som kan ge den färdiga skapelsen ännu fler skiftande egenskaper. De flesta marindesigner använder sig därför inte bara av sina egna känslor, idéer och erfarenheter kring hur skroven ska formges för att kunna fylla sin funktion så bra som möjligt. 

Hos SSPA i Göteborg har man exempelvis sedan 1940 kunnat nyttja den 260 meter långa testtanken till allt från att ge OS-seglare i Laser utökade kunskaper om hur deras entypsskrov kan seglas med maximal fart, till att ge input i hur fartygsskrov optimalt ska utformas för att orsaka minsta möjliga koldioxidavtryck.

LÄS MER: Vårdslöshet och störande straffas

När SSPA grundades stod bokstavskombinationen för Statens skeppsprovningsanstalt, vars syfte var att hjälpa den dåvarande blomstrande svenska varvsindustrin att så effektivt som möjligt konstruera och utveckla nya fartyg. Efter en lång tid i symbios med Chalmers tekniska högskola sorterar SSPA numera som dotterbolag under statliga RISE, Research Institutes of Sweden, men fortfarande byggs här en mängd fartygsmodeller. 

SSPA har genom åren varit inblandat i den hydrodynamiska designen av inte mindre än 8 000 skrovformer och har idag närmare 100 anställda. En av dem är Magnus Wikander, som är senior naval architect och just nu involverad bland annat i att utveckla en elektriskt driven och foilande sjöräddningsbåt till Svenska Sjöräddningssällskapet.

– Vi valde batteridrift för att få det fossilfritt, och då är foils nödvändiga för att få tillräcklig räckvidd. Sedan kommer de med en massa bra bieffekter också, såsom fantastisk komfort ombord, helt utan stötar i vågorna. Det blir lite som att köra i djupsnö, förklarar han och tillägger att foilsen kan dras in helt och hållet i skrovet för att undvika att fastna i haveristen eller i något annat när man väl är framme för att utföra sitt hjälpuppdrag.

Wikander avslöjar vidare att formen är klar för skrovet till den halvskaleprototyp som ska byggas hos kolfiberexperterna på Aston Harald på Hönö, som bland annat producerat den supersnabba och extremt lättviktiga racingkatamaranen M32 för segelsportens World Matchracing Tour. Låg vikt och litet vattenmotstånd ger effektiv framdrivning och därmed också relativt snål förbrukning av energi även i högre hastigheter. Att ekipaget gör betydligt mindre svall än en konventionell farkost är en annan av de positiva bieffekterna.

– Alla båtar måste ju kunna bära det som ska bäras, alltså båtens vikt inklusive passagerare och last, och gör därför ett visst svall på grund av sitt deplacement. När du trycker skrovformen genom vattnet skapas vågor, som egentligen är ett tecken på den energi du lämnar efter dig. Vill du minska energikonsumtionen måste följaktligen även energin du lämnar efter dig, alltså svallet, minska. Det kan exempelvis göras genom att med foils lyfta upp det du vill transportera, säger Magnus Wikander.

Han fortsätter sitt resonemang med att jämföra hur olika slags skrov i samma hastighet antingen knappt orsakar några svall alls eller drar upp jättesjöar efter sig.

– En slank segelbåt som går i fem knop för maskin gör i stort sett inga svall alls, medan en helt vanlig planande motorbåt som är mycket lättare kan göra jättelika svall i samma hastighet. Varje typ av skrov har en viss hastighet som är direkt olämplig ur våg- och energisynpunkt och det är strax över skrovfarten, alltså där våglängden är densamma som vattenlinjelängden, förklarar Wikander.

– För en planande femmetersbåt med ett V-format skrov ligger den hastigheten just omkring fem knop, som ju också är en ganska vanlig fartgräns på sjön. Vid skrovfarten, eller egentligen strax däröver för planande båtar, skapas som störst vågor.

Svallvågor är inte bara en olägenhet för den egna och andras båtar, utan orsakar ockå stranderosion och förstör mjuka bottnar i grunda vikar, som är viktiga för den marina miljön.

Wikander menar att alla båtägare har ett ansvar att lära känna sin båt, hur den uppför sig i vattnet, vad den är byggd för och hur mycket last den kan hantera. Överlast innebär inte bara säkerhetsrisker utan gör också av med otroligt mycket mer energi, i synnerhet i en planande båt.

– Är båten byggd för fem personer och lite matsäck ska man inte tränga ner fler än så samt full semesterpackning i den. Då sänks båten ner mycket längre i vattnet än vad som är tänkt och får en helt annan vattenlinje än den är konstruerad för. Visst flyter båten, men den trycker samtidigt oerhört mycket vatten framför sig, vilket slukar energi och skapar stora svall.

– Viktfördelningen i en planande båt kräver mycket tyngd i aktern för att konceptet ska fungera, men då blir det också en rejäl uppförsbacke i låga hastigheter. Lär dig hur din planande båt fungerar bäst, antingen under skrovfart, ofta under fem knop, eller över planingströskeln, uppmanar Magnus Wikander.

De gamla planande båtarna med sina djupt V-formade skrov kom redan på 1950-talet och har sett i stort sett likadana ut sedan dess. Ofta har konstruktörerna sneglat på offshoreracingbåtar, byggt om lite och ökat komforten en aning, men i grunden är skroven anpassade för olika saker.

– Fritidsbåtar körs alltför ofta suboptimalt om de bygger på offshoreskrov. En fritidsbåt ska vara en fritidsbåt. Många fler båtar nu än för tio år sedan har dessutom både dubbel- och trippelmontage av utombordare. Det känns verkligen konstigt att gå mot ännu mera motorkraft om man vill vara en miljömedveten båtbyggare, så jag tror att den trenden kommer att vända ganska snart, säger Magnus Wikander. 

Han uppmanar sina kollegor att tänka i nya banor med foils, lättare vikt och slankare skrov som ger mindre vattenmotstånd. Halvplanande skrov är ett exempel. Precis som det låter är det egentligen inte meningen att dessa skrov någonsin ska gå upp i planing.

– En halvplanande båt går som bäst i froudetal upp till 1 medan en planande båt alltid ligger över 1,0 eftersom det är där man börjar plana. Deplacerande båtar, såsom snipor, har upp till 0,45 i froudetal, säger Magnus Wikander.

Det så kallade froudetalet är uppkallat efter William Froude och beskriver förenklat våglängd i förhållande till skrovlängd. En deplacerande segelbåt kan aldrig segla snabbare på platt vatten än Froudes tal 0,45. Gamla Petterssonbåtar är halvplanande och Gabriel Heymans Nautus 7.50, som kallades skärgårdsglidare när den testades i Båtnytt 2017, är enligt Wikander en typiskt bra halvplanande båt.

– Ett vanligt planande skrov behöver komma upp över planingströskeln för att fungera väl, medan en halvplanande båt är effektiv från låg fart och genom hela fartspannet upp till dess maxfart.

Läs mer:

Båtnytt

Trendbrott: båtmotorstölderna ökar

Båtnytt

Jotun slutar sälja bottenfärger

Artiklar

Välj rätt åtgärder inför sjösättning

Båtnytt

De är förlorarna i Sweden Yachts Groups konkurs