Illustrasjon av framtidig hurtigbåt med Flapping Foil. (Bilde: Flapping Foil)

Flapping Foil

Halefinnebevegelse kan revolusjonere hurtigbåtmarkedet – nå står mulige partnere i kø

Flere aktører vil være med og videreutvikle Flapping Foil.

Flapping Foil, eller halefinnebevegelser, kan brukes til drift av hurtiggående skip og gjøre persontransport langt mer miljøvennlig.

Drivstoffbesparelsene kan være på 30-50 posent sammenliknet med propelldrift, mener oppfinnerne.

Doktorgradsstipendiat John Martin Godø mener han har knekt koden som kan overføre delfiner og hvalers halefinnebevegelse til framdrift av hurtiggående fartøy.

Nå står mulige partnere i kø, for å være med på den videre utviklingen. 

Simuleringer og maskinlæring

Etter omtalen i Teknisk Ukeblad har Godø og prosjektet fått en rekke henvendelser av mulig partnere. I tillegg har Godø fått mer hjelp og gjort store framskritt på teori og beregninger.

Simulering av to foiler i flappebevegelse.
Simulering av to foiler i flappebevegelse. Foto: Flapping Foil

– Vi kombinerer klassisk teori med avanserte numeriske simuleringer og maskinlæring. Det gir oss en modell av kreftene som virker på oscillerende foiler. Med denne kraftmodellen kan vi optimere foilbevegelsen slik at vi får ønsket løft og framdriftskraft, sier Kramer.

Flapping Foil-teamet har kjørt flere hundre simuleringer på flere foiler og bruker maskinlæring til å optimere designet.

– Det er mange variabler vi må ta hensyn til i design av et foilsystem. Ved maskinlæring har vi virkelig fått effekt ved at vi kan kjøre mange simuleringer og bruke regresjonsmodeller til å systematisere resultatene. Dette kan videre brukes til å trekke ut trender, i tillegg til å finne optimale foilbevegelser, forklarer Kramer.

Kramer og Godø har begge utdanning innen hydrodynamikk, men har litt forskjellig ekspertiseområder. Komplementerende kunnskaper er nyttig for samarbeidet om å finne optimalt design på fremtidens hurtigbåter.

– Kramer sin kunnskap om moderne simuleringsteknikker og maskinlæringsmetoder har gitt prosjektet et stort løft, sier Godø.

Simulering av flapping foil.

Verft og rederi

Fredrik Storflor Moen ved NTNU TTO, prøver å holde orden på mulige leverandører.

Øverst på prioriteringslisten står et verft og et rederi.

To har meldt seg og allerede bidratt, Brødrene Aa og Rødne Fjord Cruise. I tillegg har Inventas, Selfa Arctic og Siemens bidratt.

– Vi er litt avventende og vil lære mer før vi går altfor tett i dialog med andre. Vi må få oversikt over hva vi har behov for og på hvilke områder, sier Moen.

Simulering som viser hevingen av bølger rundt båten før den tar av. Bølger gir energitap. Simuleringen gir viktig informasjon for å dimensjonere motorene for å få kraft nok til "take off".
Simulering som viser hevingen av bølger rundt båten før den tar av. Bølger gir energitap. Simuleringen gir viktig informasjon for å dimensjonere motorene for å få kraft nok til "take off". Foto: Flapping Foil

I slutten av januar ble Godø, Moen og Kramer tatt imot hos Brødrene Aa i Hyen i Sogn og Fjordane. Verftet er den største kommersielle karbonbåtbygger og har siden 2002 levert over 50. Båtene støpes ved vakuuminjisering.

I mars gikk turen til rederiet Rødne Fjord Cruise, som var det første til å ta i bruk karbonbåter fra Aa. Rødne har hovedkontor i Stavanger og operer rundt 20 båter i ulike størrelser, både til rutetrafikk, cruise og spesialoppdrag.

Mye å lære

– Det er utrolig fint å være i kontakt med Brødrene Aa og Rødne. Vi lærer ekstremt mye fra dem – både båtbygging, konstruksjon og drift. Foreløpig har vi ikke fått noen showstoppere, sier Godø.

Tor Øyvin Aa synes Flapping Foil er et veldig spennende konsept.

– Vi er åpne for å samarbeide. De har ikke praktisk erfaring, så vi vil gjerne bidra med kunnskap om båtbygging og karbonmaterialets muligheter og begrensninger, sier Aa til TU. 

Flapping Foil-temaet lærte mye om karbonkonstruksjoner da de besøkte Brødrene Aa. Her står John Martin Godø, Jarle Andre Kramer, Bjarne Rygg (Brødrene Aa) og Fredrik Storflor Moen og ser på mens en operatør slipper på resin når et panel skal støpes.
Flapping Foil-temaet lærte mye om karbonkonstruksjoner da de besøkte Brødrene Aa. Her står John Martin Godø, Jarle Andre Kramer, Bjarne Rygg (Brødrene Aa) og Fredrik Storflor Moen og ser på mens en operatør slipper på resin når et panel skal støpes. Foto: Tore Stensvold

Fra Brødrene Aa har Flapping Foil-temaet fått tilgang til skrog- og skipsdata for flere hurtigbåter. Det er brukt for å lage eksempelstudier, verifisere besparelser og til beregning av kostnader, vekt og drivstoffbruk.

Lengre ruter

Rødne tar imot Flapping Foil med åpne armer og vil gjerne bidra til å løfte prosjektet fram, uten å ville love altfor mye.

Driftssjef Geir Nedrebø sier etter møtet at Flapping Foil-gjengen fikk høre om noen utfordringer de neppe hadde tenkt på i forkant.

– Ut fra designen med foliene, er den ikke så manøvreringsdyktig som propell- og vannjetdrevne båter. Båten bruker mye tid til å legge til og gå fra kai. Konseptet egner seg for lengre ruter med få anløp, sier Nedrebø.

På den andre siden mener han at det åpner seg store muligheter for lange ruter der høy hastighet og lavt drivstofforbruk vil være en god kombinasjon.

– Nå må de lage en modell og teste ut, helst i fjorden. Det er et godt stykke fram. Det må også avklares rundt regelverk og klassing, sier Nedrebø.

En utfordring med modelltesting er vekt av utstyr. Selv om skroget kan testes i skalamodell, vil vekten av utstyret ikke kunne gjøres tilsvarende lettere.

– Det er tydelig at industrien helst vil se en båt som kan kjøres på havet, heller enn en modelltest i laboratorier. Vi håper derfor på å få nok finansiering til å realisere dette, sier Godø.

Del av masteroppgave

Ideen til Flapping Foil ble klekket ut og raffinert under arbeidet med mastergradsoppgaven ved Institutt for Marin Teknikk på NTNU, der professor Sverre Steen var veileder og er medoppfinner.

Godø får støtte fra NTNU Technology Transfer (TTO). Med Discovery-midler er det blitt mulig å lønne kollega og spesialist på CFD-beregninger (computational fluid dynamics), Jarle Andre Kramer, i en periode for være med i utviklingsteamet.

Han har tatt pause fra sitt doktorgradsarbeid om seilskip for å hjelpe til med å realisere Flapping Foil-båter

I tillegg er fire masterstudenter fra produktutvikling og produksjon, kybernetikk, marin teknikk og informatikk i gang med masteroppgaver som skal bidra til å finne gode løsninger på foilsystem og kontroll- og styringssystem.  

Demo og pilot

Simulering av luftmotstand. Den totale motstanden er lavere for en foilbåt, men luftmotstanden utgjør en større del enn på ordinær katamaran.
Simulering av luftmotstand. Den totale motstanden er lavere for en foilbåt, men luftmotstanden utgjør en større del enn på ordinær katamaran. Foto: Flapping Foil

Teamet skal nå søke midler fra Forskningsrådets Forny-program. Pengene skal brukes til å bygge en stor skalademonstrator for å overbevise potensielle partnere.

– Vi vil ha et betydelig større behov for midler når vi skal bygge en båt i størrelsesorden fem-ti meter. Vi ser fram til å invitere industrien om bord på tur rundt Munkholmen på vår pilotbåt når den er bygd for å demonstrer teknologien i stor skala. Vi håper å kunne servere sveler om bord på første tur, sier Godø.

Flapping Foil-teamet ser enda lengre fram.

– Jeg ser for meg hvordan vi kan bruke pilotbåten til å overbevise fylkestinget og offentlige instanser til å legge til rette for denne teknologien i offentlige anbud. Vi håper at miljøhensyn vil veie tyngre i fremtidens hurtigbåtanbud, sier Godø.

Bygge om karbonbåt

Rygedoktoren var første båt laget ved vakuumstøp i karbon fra Brødrene Aa i 2002. Båten er 19 meter lang og kan gå i 44 knop.
Rygedoktoren var første båt laget ved vakuumstøp i karbon fra Brødrene Aa i 2002. Båten er 19 meter lang og kan gå i 44 knop. Foto: Brødrene Aa

Rødne sier at dersom det blir aktuelt med storskalaforsøk om noen år, kan det tenkes at de har en monoskrogsbåt som ikke går i rute og nærmer seg alderen for utskifting.

– Rutegående fartøy er ikke egnet for eksperimentering, sier Nedrebø.

Rødne kjøpte sin første karbonbåt fra Brødrene Aa i 2002. Ambulansebåten «Rygedoktoren» er med andre ord nå 15 år.

Den er 19,4 meter lang, 4,7 meter bred, sertifisert for 12 personer og har toppfart på 44 knop.

 

Kommentarer (10)

Kommentarer (10)