Fartygsdesign, framdrivning och handhavande

För att uppnå en sjöfart utan negativa effekter på klimat och miljö krävs djup kunskap om såväl klassiska fartygstekniska frågeställningar som om hur fartyget framförs samt hur sjöfarten påverkar miljön. En hållbar sjöfart förutsätter fartygsteknisk utveckling för att kunna bedöma om nya designkoncept, nya materialval, nya bränslen, ny reningsutrustning m.m. verkligen leder till minskad energiförbrukning och minskad negativ miljöpåverkan såsom utsläpp till luft och vatten m.m. En hållbar sjöfart förutsätter också en ständig utveckling av det operationella handhavandet av fartyg. Hur minskade utsläpp kan uppnås vid daglig drift med hjälp av t.ex. eco-driving, fartbegränsningar och optimering av fartygsrutter med hänsyn till; djupförhållanden, vind och strömmar, kommer även fortsättningsvis att vara ett viktigt forskningsfält.

Eftersom de ekologiska effekterna av utsläpp från fartyg är beroende av när och var utsläppen sker, är det även av betydelse till vilka havsområden som intensiv fartygstrafik styrs. Analyser av sjöfartens rumsliga utnyttjande av känsliga havs- och kustområden är därför nödvändiga.

Inom det sociala hållbarhetsperspektivet kan här även ses hur frågor om såväl design som handhavande kan spela stor roll när det kommer till säkerhet och arbetsmiljö ombord.
Inom det ekonomiska hållbarhetsperspektivet är området relevant då fartygsteknisk innovation och utveckling kan resultera i mer kostnadseffektiva lösningar. Vid såväl nybyggnation som underhåll och utveckling inom befintlig fartygsflotta kan nya, hållbara lösningar av högre kvalitet och/eller till lägre kostnad bidra stärka sjöfartens konkurrenskraft.

Det tematiska området Fartygsdesign, framdrivning och handhavande fokuserar på projekt som leder till utveckling av modeller och metoder som också kan tillämpas på okonventionella framdrivningslösningar, skrovformer eller materialval och leda till fartygs- och reningssystem som är funktionella, effektiva och utgör en god arbetsmiljö. Fartygsdesign, framdrivning och handhavande fokuserar även på projekt om hur det dagliga handhavandet och driften av fartyg kan förändras och förbättras, samt på sjöfartens rumsliga utnyttjande av våra vattenvägar.

En rad aktuella forskningsfrågor inom området lyfts fram i Lighthouse förstudier : Dynamisk dimensionering av fartyg, Maritim elektrifiering – behov och möjligheter och Förbättrade prestandaprognoser och driftsoptimering av fartyg. Forskning inom vindassisterad framdrivning bedrivs också inom Lighthouse postdoktor-program.

Fartygsdesign och framdrivning

I begreppet fartygsdesign och framdrivning inkluderas klassiska marintekniska frågeställningar som t.ex. skrovkonstruktion, utformning av skrovform, propellerdesign, materialval, stabilitet, sjöegenskaper men även framdrivningssystem och alternativa drivmedel, installationer av reningsutrustning, värmeåtervinning, anti-foulingteknik, m.m.

Utformningen av fartygets skrovform och vindmotstånd på överbyggnader påverkar motståndet att driva fartyget framåt. I takt med att fartygen blir större och mer unika var för sig är det viktigt att förstå hur motstånd i vågor och luftmotstånd påverkar drivmedelsförbrukningen. Det finns stora energibesparingsvinster att hämta, speciellt om interaktionen med propeller, roder, fenor för stabilisatorer mm beaktas samtidigt.

Om fartygets vikt och mängden skrovmaterial minskar, sparas resurser vid byggnation och under hela fartygets driftsfas. För att nå den typen av fördelar behöver kunskap utvecklas och metoder förfinas. Effektivare materialutnyttjande förutsätter att skrovhållfastheten kan bedömas i relation till operationsprofil, sjöegenskaper och handhavande med bättre noggrannhet än idag. Med metoder för segelkonstruktioner (vindassisterad framdrivning) kan beroendet av fossil energi minskas, detta behöver dock ses i ett livscykelperspektiv som tar hänsyn till den rad av aspekter, inklusive sjösäkerhet och arbetsmiljö, som installationen innebär. Detsamma gäller förstås alla mer okonventionella uppslag kring alternativa drivmedel och framdrivningssystem. Med ett tydligt systemperspektiv finns också behov av att förbättra säkerheten och precisionen i många av dagens fartygsdesignmetoder för t.ex. skrovkonstruktion, sjöegenskapsanalys, prestanda- och propulsionsprediktering.

Handhavande

Med handhavande menas hur besättning och landbaserad personal styr det dagliga framförandet och driften av fartyg. Hur tillgänglig information och installerad teknik verkligen används har en avgörande inverkan på hur energieffektivt och säkert ett fartyg framförs och hur stora utsläpp det blir till luft och vatten. Kunskap och attityder ombord och iland påverkar förmågan, möjligheten och viljan att optimera handhavandet av fartyget och att nyttja och underhålla installerad teknik.

För att uppnå en hållbar sjöfart krävs djupare kunskap och forskning om människa-teknik-interaktioner där ombord- och landpersonals attityder och beteenden är en viktig förutsättning för att minska sjöfartens miljöpåverkan. En hållbar sjöfart ska nyttja inre vattenvägar och haven på ett hållbart sätt. Forskning som kan belysa nödvändiga förändringar av fartygsrutter, fartygsflöden och ankarplatser för att minska konflikter med andra intressen är även nödvändig.