Naval Architecture Kandidatexamensarbete

Naval Architecture Kandidatexamensarbete

Carl-Anders Carlsson cacarls@kth.se

073 092 91 99

12 juni 2015

Abstract

Sj¨ ofart

This chapter is an essay that describes the role of shipping from a historical point of view as well 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 from Venezuela to Seattle in the United states. The result of this projection is two ship that is 265 meters long and 40 meters wide that transport 80 000 tonnes of oil to Seattle before returning to Venezuela. This journey will take 40 days with a speed of 13 knots. The ship fulfills all regulations that it needs to fulfill.

F¨ ordjupning

This chapter focuses on a request for information issued by Stockholm county council concerning

public transport on water. The routes covered in this report are those planned for M¨ alaren. These

routes are at the time for writing of this report non existing. From this RFI, the authors of this

chapter have developed three different ships, two catamarans and one single hull vessel, that

carry between 70 and 150 persons. The catamarans have the dimensions of 10 × 25 meters with

four or six doors each. The doors are 2,5 meters wide, which allow for fast embarkment and

disembarkment. The single hull vessel is 20 × 6 meters and has only one door. The catamarans

are partially driven by electricity, which is in line with Stockholm county council’s vision of a

vehicle fleet driven by 90 % renewable fuels. To accommodate these ships in port, a pier concept

has also been conceived. This pier is a floating one, with automatic gangplanks which hold the

ship in place, when in port.

Inneh˚ all

Abstract 1

Inledning 4

Sj¨ ofart 5

Introduktion . . . . 6

Marknader inom sj¨ ofarten . . . . 6

Akt¨ orer . . . . 8

Milj¨ o . . . . 8

Fartygsprojektering 10 Introduktion . . . . 11

Problembeskrivning . . . . 11

Begr¨ ansningar . . . . 11

L¨ osningsg˚ ang . . . . 12

Rutt, last och tid . . . . 12

Fartygets vikt och dimensioner . . . . 12

Stabilitet . . . . 14

Motst˚ and . . . . 15

Framdrivning . . . . 18

Milj¨ o . . . . 20

Resultat och diskussion . . . . 21

Rutt, last och tid . . . . 21

Fartygets vikt och dimensioner . . . . 21

Stabilitet . . . . 21

Motst˚ and . . . . 23

Framdrivning . . . . 24

Milj¨ o . . . . 27

Slutsats och sammanfattning . . . . 27

F¨ ordjupning 28 Introduktion . . . . 29

Bakgrund . . . . 29

Rutterna . . . . 30

Riddarfj¨ ardslinjen . . . . 30

Solna strand-linjen . . . . 31

Eker¨ olinjen . . . . 33

Bryggkoncept . . . . 35

Resultat . . . . 38

Riddarfj¨ ardslinjen . . . . 38

Solna strand-linjen . . . . 38

Eker¨ olinjen . . . . 39

Finansiering . . . . 39

Appendices 43

Appendix 1:Propellermodellering i

Appendix 2: Propellermodelleringsprogrammet, MATLAB-kod i

Appendix 3: MATLAB-kod f¨ or motst˚ andsber¨ akningar i

Appendix 4: Generalarrangemang och huvuddata i

Inledning

Detta ¨ ar ett kandidatexamensarbete utf¨ ort vid avdelningen f¨ or Marina system p˚ a Kungliga tekniska h¨ ogskolan, KTH, i Stockholm. Den best˚ ar av tre kapitel. Det f¨ orsta kapitlet ¨ ar en ess¨ a som ber¨ or sj¨ ofartens historia och p˚ averkan p˚ a sammh¨ allet.

Det andra kapitlet ¨ ar en fartygsprojektering f¨ or ett fartyg som har till uppgift att flytta 120 000 ton r˚ aolja fr˚ an Venezuela till Seattle i USA. Utifr˚ an detta har ett fartyg tagits fram.

L¨ osningsg˚ angen f¨ oljer en l¨ osningsg˚ ang som beskrivs i T. Milcherts dokument Handledning i fartygsprojektering [5]

Det tredje och sista kapitlet inneh˚ aller en f¨ ordjupning som ber¨ or Stockholms l¨ ans landsting

(SLL) planer att starta upp pendelb˚ atslinjer i M¨ alaren. Arbetet har sin utg˚ ang i en request for

information (RFI) [12], d¨ ar SLL beg¨ ar information om hur pendelb˚ atarna b¨ or se, b˚ ade utv¨ andigt

och inv¨ andigt. Utifr˚ an detta har fartyg som uppfyller kraven som beskrivs i RFI:n. F¨ orfattarna

har ¨ aven tagit fram bryggor som ska fungera f¨ or samtliga fartyg samtidigt som bryggorna bidrar

med snabb av- och p˚ astigning.

Sj¨ ofart

Introduktion

Sj¨ ofarten har historiskt varit viktig f¨ or v˚ art samh¨ alles utveckling och utseende och ¨ ar fortfarande enormt viktigt f¨ or dagens samh¨ alle. Detta yttrar sig i historiskt viktiga st¨ aders placering vid vatten. Tills inte allt f¨ or l¨ ange sedan var sj¨ ov¨ agen den enda v¨ agen som st¨ orre m¨ angder gods kunde transporteras. Mycket av dagens gods f¨ orflyttas fortfarande med hj¨ alp av sj¨ ofarten.

Marknader inom sj¨ ofarten

De flesta typer av last transporteras till sj¨ oss, oavsett om det ¨ ar olja, frukt, iPads eller vad det

¨ an kan vara har det med st¨ orsta sannolikhet transporterats en del av str¨ ackan med ett fartyg av n˚ agot slag. De flesta fartyg ¨ ar konstruerade efter ett specifikt syfte, en speciell lasttyp, med en speciell rutt i ˚ atanke. Det g˚ ar s˚ aledes att dela in fartyg efter vilken typ av last de transporterar.

En grov indelning kan g¨ oras utifr˚ an om lasten ¨ ar fast, flytande eller om det ¨ ar passagerare som ska transporteras. Fast last kan vara containrar, bilar, bulk eller last i behov av kylning.

Containerfartyg kommer i varierande storlek, fr˚ an knappt 100 meter upp till 400 meter.

Dess huvudsakliga uppgift ¨ ar, som namnet skvallrar om, att frakta containrar. Fartygens kapa- citet m¨ ats i hur m˚ anga 20-fots containrar (TEU = twenty feet equivalent units) som kan lastas.

40-fots containrar ¨ ar dock vanligast, och tar upp utrymme som svarar mot tv˚ a TEU. Contain- rarna lastas i lastrum under d¨ ack som st¨ angs med luckor, p˚ a vilka fler containrar kan staplas.

Containrarna kan snabbt lossas och lastas ombord p˚ a lastbilar eller t˚ ag f¨ or vidare transport fr˚ an hamnarna, vilket g¨ or containrarnas transport mycket flexibel.

Figur 1: Lastrummet p˚ a ett containerfartyg. K¨ alla: Wikimedia

De oceang˚ aende containerfartygen ¨ ar mellan 200 och 400 meter och trafikerar ett f˚ atal, st¨ orre hamnar, s˚ a kallade bashamnar. Den enda bashamnen i Norden ¨ ar G¨ oteborgs hamn.

De oceang˚ aende fartygen lastar fler ¨ an 1000 TEU. Maersks st¨ orsta containerfartyg Maersk

McKinney M¨ oller lastar ¨ over 18 000 TEU. De mindre containerfartygen som ¨ ar upp till 200 meter

l˚ anga lastar mindre ¨ an 1000 TEU och kallas Feeder-fartyg. Dessa f¨ orbinder mindre hamnar med

bashamnarna.

RoRo-fartyg, (RoRo = Roll on, roll off), ¨ ar fartyg d¨ ar lasten rullar ombord, detta kan vara bilar, pallar med last, virke eller lastbilar. Lasten k¨ ors ombord p˚ a ramper, oftast i fartygets akter och/eller f¨ or. Roro-fartygen kan delas in i flera typer. Biltransportfartyg, som endast transporterar bilar och lastbilar, dessa finns i varierande storlek, d¨ ar de oceang˚ aende fartygen kan ta upp emot 8000 bilar, medan de mindre som transporterar i n¨ arfart har plats f¨ or 1000 bilar.

Det svenska rederiet Wallenius Lines ¨ ar en stor akt¨ or p˚ a marknaden. N˚ agot som k¨ annetecknar dessa fartyg att de ¨ ar mycket h¨ oga och stor m¨ angd av lasten befinner sig ovan vattenlinjen vilket snabbt kan g¨ ora dem instabila och olyckor som involverar biltransportfartyg g˚ ar ofta mycket snabbt. RoPax-f¨ arjor ¨ ar fartyg som kombinerar rorofartygets m˚ angsidighet och smidighet med passagerarf¨ arjors komfort. Ett exempel p˚ a RoPax-fartyg i Sverige ¨ ar de fartyg som k¨ or mellan Sverige och Danmark. Ropax-f¨ arjor k¨ ors n˚ agot snabbare ¨ an andra RoRo-fartyg, detta kan t¨ ankas bero p˚ a passagerarnas intresse av att ta sig fram s˚ a fort som m¨ ojligt.

Bulk ¨ ar last som transporteras of¨ orpackad, det kan r¨ ora sig om spannm˚ al, malm, sand och dylikt, ofta i form av granulat. I och med att lasten ¨ ar of¨ orpackad uppst˚ ar problem med att lasten kan f¨ orflyttas vid stora st¨ orningar. P˚ averkan av s˚ adan f¨ orflyttning kan minskas med hj¨ alp av att golvet n¨ armast skrovets sidor lutar in mot mitten av fartyget, vilket g¨ or att lasten f¨ ordelas b¨ attre. Det finns dessutom flera lastrum i skeppets l¨ angsriktning, f¨ or att f¨ orhindra lastf¨ orflyttning f¨ or/akterut. ¨ Aven bulkfartyg kommer i flera olika storlekar. De oceang˚ aende ¨ ar upp till 400 meter l˚ anga med en lastkapacitet p˚ a ¨ over 150 000 ton. Mindre bulkfartyg, Coasters,

¨ ar upp till 120 meter l˚ anga och anv¨ ands l¨ angs kuster och inom Europasj¨ ofart.

En annan typ av bulkfartyg ¨ ar kylfartyg, eller s˚ a kallade reefers. Dessa transporterar varor som beh¨ over kylning f¨ or att inte bli d˚ aliga. De har god temperaturreglering med l˚ ag tempera- turvariation. Fartygen ¨ ar ¨ aven snabbare ¨ an m˚ anga andra fraktfartyg, eftersom frakten kan bli d˚ alig. Anv¨ andningen beror mycket p˚ a olika s¨ asonger och olika frukter kr¨ aver olika temperaturer.

M˚ anga rutter g˚ ar fr˚ an Sydamerika d¨ ar mycket frukt och n¨ otk¨ ott odlas. Kylfartygen medger att l¨ ander p˚ a nordligare breddgrader kan ha f¨ arsk frukt ˚ aret runt.

Tankfartyg fraktar flytande last i stora tankar. De kan delas upp i olika storlekar men fr¨ amst efter vad de fraktar. R˚ aoljetankers ¨ ar generellt stora, upp emot 400 meter och trans- porterar r˚ aolja fr˚ an oljef¨ alt och oljehamnar till raffinaderier d¨ ar oljan processeras f¨ or att sedan transporteras vidare i de n˚ agot mindre produktfartygen. Dessa ¨ ar upp till 250 meter l˚ anga och fyller en motsvarande funktion som Feeder-fartygen. Det finns ¨ aven gasfartyg som transporterar flytande gas. F¨ or att h˚ alla gasen flytande m˚ aste den kylas till mycket l˚ aga temperaturer, ned mot minus 250 ° C. Det som ¨ar gemensamt f¨or alla tankfartyg ¨ar som sagt att de transporterar flytande last. Detta bidrar till att stabiliteten minskar, precis som hos bulkfartyg. Genom att dela upp tankarna, i b˚ ade l¨ angsriktning och tv¨ ars minskas effekten av massf¨ orflyttningen.

F¨ arjor och kryssningsfartyg ¨ ar fartyg vars fr¨ amsta uppgift ¨ ar att f¨ orflytta m¨ anniskor.

F¨ arjornas fr¨ amsta uppgift ¨ ar att flytta m¨ anniskor mellan tv˚ a punkter medan ett kryssningsfar- tyg ¨ ar en helhetsupplevelse som en flytande stad, med restauranger, attraktioner och butiker.

Bekv¨ amligheten finns fortfarande i fokus hos b˚ ada fartygen, ¨ aven om den ofta varierar med resl¨ angd. En blandning av de tv˚ a ¨ ar kryssningsf¨ arjor, s˚ adana som b˚ ade tar gods och personer.

F¨ or att n¨ amna ett exempel ¨ ar finlandsf¨ arjorna kryssningsf¨ arjor d¨ ar m˚ anga passagerare bara

˚ aker med f¨ or sj¨ alva resan. Det finns ¨ aven f¨ arjor som k¨ ors mycket snabbt, uppemot 40 knop.

Dessa h¨ oghastighetsf¨ arjor trafikerar bland annat Gotland i Sverige och kanarie¨ oarna.

Arbets- och specialfartyg ¨ ar fartyg som har mycket smala arbetsuppgifter, detta kan vara isbrytning eller bogsering till exempel. Jag skulle ¨ aven s¨ aga att ¨ orlogsfartyg ing˚ ar i kategorin.

Eftersom dessa fartyg skiljer s˚ a pass mycket ¨ ar det sv˚ art att s¨ aga n˚ agot generellt om denna

kategori.

Akt¨ orer

Inom sj¨ ofarten agerar m˚ anga olika akt¨ orer, allt ifr˚ an varv som bygger b˚ atar till diverse myndig- heter som genomf¨ or ¨ oversyn av sj¨ ofartens m˚ anga delar. Alla ¨ ar en f¨ oruts¨ attning f¨ or att sj¨ ofarten i dess nuvarande skepnad ska fungera. Ett rederi ¨ ar ett f¨ oretag som ¨ ager ett eller flera fartyg och som ocks˚ a tillhandah˚ aller och s¨ aljer tj¨ anster. Majoriteten av alla fartyg som inte ¨ ags av privat- personer ¨ ags av rederier. Tack vare rederierna kan varv forts¨ atta bygga fartyg, n¨ ar rederiernas flotta beh¨ over uppdateras eller ut¨ okas. Tack vare rederierna f˚ ar ¨ aven hamnarna kunder och verksamhet n¨ ar last levereras till hamnen. Kunderna, oavsett om det ¨ ar last¨ agare, spedit¨ orer eller passagerare, f˚ ar sina behov tillgodosedda av rederierna. Rederierna kan ses som det som knyter sj¨ ofarten samman. Stora risker tas n¨ ar nya fartyg k¨ ops in; stort m¨ angder likvida medel l˚ ases i form av fartyg. I och med att sj¨ ofartsn¨ aringen ¨ ar mycket konjunkturk¨ anslig finns ej heller n˚ agon garanti att efterfr˚ agan h˚ alls uppe. Rederierna kan dock minska risken genom att mot be- talning l˚ ata n˚ agon annan ta en del av risken. Detta g¨ ors av f¨ ors¨ akringsbolag. F¨ ors¨ akringsbolagen tar, precis som ?vanliga? f¨ ors¨ akringsbolag, ¨ over risken mot en premie. ¨ Aven om det l˚ ater som att rederierna ¨ ar det enda som betyder n˚ agot f˚ ar det ej gl¨ ommas att alla akt¨ orer ¨ ar beroende av varandra, utan kunder kan inte inte rederierna g˚ a runt och utan rederier kan inte varven heller g˚ a runt, precis som alla andra marknader. Och precis som f¨ or andra marknader finns det reglerande faktorer som spelar in. Dessa faktorer best¨ ams av nationella och internationella organisationer. De stora internationella organisationerna som p˚ averkar svensk och mycket av den internationella sj¨ ofarten ¨ ar EU och IMO. IMO (International Maritime Organization) ¨ ar ett fackligt FN-organ som s¨ atter upp riktlinjer och lagar som m˚ aste f¨ oljas av medlemsl¨ anderna givet att tillr¨ ackligt m˚ anga godk¨ anner f¨ orslaget. P˚ a samma s¨ att g¨ aller mycket av lagstiftning- en som EU bedriver. B˚ ada dessa organisationer reglerar m˚ anga olika omr˚ aden, det g¨ aller hur arbetsf¨ orh˚ allanden ser ut, s¨ akerhetsf¨ oreskrifter och rutiner som ska f¨ oljas ombord, milj¨ ofr˚ agor och ¨ aven hur fartyg ska konstrueras. Dessa organisationer p˚ averkar p˚ a s˚ a s¨ att varven, rederier, hamnar och ¨ aven nationella myndigheter, och i slut¨ andan rederiets kunder. R¨ or det sig om kryssningspassagerare inneb¨ ar det med stor sannolikhet att s¨ akerheten ¨ okas. Inom ett lands sj¨ oterritorium har dess myndigheter ansvar f¨ or att se till att nationella lagar efterf¨ oljs, dessa la- gar kan vara lagar som best¨ ams av EU, IMO eller landets lagstiftare. Ett land kan ¨ aven besluta om regler som ska g¨ alla f¨ or fartyg som ¨ ar registrerade i landet, landet blir d˚ a fartygets flaggstat.

Ansvaret kan ¨ aven l¨ aggas ut p˚ a externa akt¨ orer. Detta g¨ ors till exempel delvis med kontroll av fartygs duglighet f¨ or sj¨ ofart. Detta kontrolleras av ett klassningss¨ allskap, som tillsammans med varv och rederier kontrollerar att fartygen h˚ aller den standard som f¨ orv¨ antas. Staten har sj¨ alvklart ¨ aven m¨ ojlighet att utf¨ ora egna kontroller i hamn. Detta kan liknas med att staten

¨

overl˚ ater kontrollen av svenska bilar till bilbesiktningsfirmor.

Milj¨ o

Att flytta en b˚ at, som v¨ ager tv˚ a ton, i vatten ¨ ar f¨ or de flesta inga st¨ orre problem, det kr¨ avs ingen st¨ orre anstr¨ angning. Att g¨ ora detsamma med en bil, som v¨ ager tv˚ a ton, p˚ a marken ¨ ar mycket sv˚ arare. Att f˚ a n˚ agot som v¨ ager tv˚ a ton att flytta sig i luften ¨ ar f¨ or de allra flesta helt og¨ orbart. Detta visar p˚ a att det ¨ ar mycket mer energieffektivt att flytta n˚ agot p˚ a vatten ¨ an p˚ a n˚ agot annat s¨ att. Allts˚ a kommer ett fartyg sl¨ appa ut mindre v¨ axhusgaser per flyttad container

¨ an en lastbil och mycket mindre ¨ an ett flygplan. V¨ axhusgaser ¨ ar fortfarande ett problem, men

det ¨ ar ett mindre problem f¨ or sj¨ ofarten ¨ an f¨ or m˚ anga andra transportslag. De flesta stora st¨ ader

ligger dessutom vid vatten, detta tack vare att sj¨ ofarten historisk varit mycket viktigt, vilket g¨ or

att mycket av lasten kommer direkt till destinationen, utan l¨ angre transporter med de mindre

energieffektiva lastbilarna. Att transporten sker p˚ a vatten inneb¨ ar ocks˚ a att ingreppen i naturen

inte ¨ ar lika stora, som till exempel n¨ ar v¨ agar byggs, med undantag f¨ or n¨ ar kanaler och hamnar byggs. Problemet med tr¨ angsel ¨ ar ej heller lika p˚ atagligt som vid biltrafik, b˚ atar st˚ ar s¨ allan i k¨ o med motorn i tomg˚ ang, vilket ¨ ar det mest ineffektiva som en motor kan ”anv¨ andas” till. Ett s¨ att att ¨ oka effektiviteten hos fartygen ¨ ar att de inte ska g˚ a tomma p˚ a returresan. D¨ aremot kan stora milj¨ okatastrofer ske n¨ ar tankfartyg g˚ ar p˚ a grund och l¨ acker olja. N¨ ar Exxon Valdez gick p˚ a grund utanf¨ or Alaska kontaminerades stora kust-str¨ ackor och det fick till f¨ oljd att m˚ anga sj¨ of˚ aglar dog, samtidigt som vattnet blev otj¨ anligt. ¨ Aven mindre oljespill, fr˚ an andra fartyg kan p˚ a samma s¨ att vara problematiska, ¨ aven om dess omfattning inte ¨ ar lika stor.

Ballasttankar ¨ ar tankar som fylls med sj¨ ovatten (ballastvatten) f¨ or att ¨ oka stabiliteten. N¨ ar tankarna fylls f¨ oljer ofta organismer fr˚ an det lokala ekosystemet med. D˚ a tankarna t¨ oms n¨ ar skeppet n˚ att sin destination f¨ oljer de fr¨ ammande organismerna med ballastvattnet ut i det nya ekosystemet. Det som kan h¨ anda ¨ ar att de fr¨ ammande arterna kan utkonkurrera de existerande och detta medf¨ or stora f¨ or¨ andringar i ekosystemet och den biologiska m˚ angfalden kan rubbas.

Om det finns ett egenv¨ arde med att bevara den lokala biologiska m˚ angfalden l¨ amnas till biologer

att ”best¨ amma”. Dock ¨ ar det n˚ agot som b¨ or beaktas. Genom att byta ballastvatten l˚ angt fr˚ an

land kan detta problem minskas. Det finns risker med att byta ballastvattnet, inte minst blir

fartyget instabilt och riskerar d˚ a att kapsejsa. Andra s¨ att som problemet kan kringg˚ as ¨ ar att

ballastvattnet steriliseras, helst d˚ a genom en icke-kemisk procedur, till exempel att bestr˚ ala

vattnet med ultraviolett ljus, eftersom kemikalierna annars kan skada ekosystemet.

Fartygsprojektering

Introduktion

Detta kapitel behandlar projekteringen av ett handelsfartyg som tagits fram f¨ or ett speciellt scenario. Projekteringen utg˚ ar fr˚ an problembeskrivningen, med fokus p˚ a lasten som ska trans- porteras samt den t¨ ankta rutten. Utmed rutten kan fysiska begr¨ ansningar, i form hamnars eller farleders begr¨ ansningar i h¨ ojd, l¨ angd, djup eller bredd f¨ orekomma. Utifr˚ an dessa grundl¨ aggande villkor kan sedan ett fartyg konstrueras.

Olja transporteras med skepp ¨ over hela v¨ arlden. Venezuela ¨ ar ett land med en av v¨ arldens st¨ orsta oljereserver och i detta scenario ska en del av den producerade m¨ angden skickas till Seattle i USA. 120 000 ton ska skickas varje m˚ anad den drygt 5000 sj¨ omil l˚ anga v¨ agen fr˚ an Venezuela till Seattle via Panamakanalen.

Problembeskrivning

Scenariot var formulerat som f¨ oljer: Venezuelas omstridde ledare Hugo Chavez retade g¨ arna president George W Bush. 2005 erbj¨ od han fattiga USA-inv˚ anare eldningsolja till extrapris s˚ a att de skulle klara en kall vinter (DN 2005- 11-24). Som ett led i detta projekt v¨ ander man sig till dig f¨ or att f˚ a hj¨ alp med projektering av ett eller flera fartyg som kan transportera 120.000 ton r˚ aolja per m˚ anad fr˚ an Puerto la Cruz i Venezuela till Seattle i USA.

Ut¨ over problemet som beskrivits ovan skulle ¨ aven fartyget/fartygen uppfylla bivillkor som st¨ aller krav p˚ a stabilitet, milj¨ o och s¨ akerhet.

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

Begr¨ ansningar

Rutten fr˚ an Venezuela till Seattle g˚ ar fr˚ an Atlanten och det karibiska havet till Stilla havet. Det inneb¨ ar tv˚ a m¨ ojliga rutter, den ena g˚ ar runt kap horn och den andra g˚ ar genom Panamakanalen.

Att inte v¨ alja Panamakanalen m˚ aste ses som dumt och oansvarigt d˚ a rutten blir mer ¨ an dubbelt s˚ a l˚ ang. Panamakanalen st¨ aller dock upp vissa fysiska begr¨ ansningar, dessa ¨ ar redovisade i Tabell 1. N¨ asta ˚ ar kommer nya Panamakanalen ¨ oppna, detta ¨ ar en ny rutt d¨ ar nya st¨ orre slussar byggts.

Eftersom att ta fram ett fartyg ¨ ar ett f¨ orh˚ allandevis l˚ angt projekt och den klara produkten tar

l˚ ang tid innan den ¨ ar klar har denna projektering tagit h¨ ansyn till nya Panamax och r¨ aknat med att den nya kanalen ¨ ar ¨ oppen n¨ ar projektet ¨ ar klart.

Tabell 1: J¨ amf¨ orelse mellan Panamax och nya Panamax Fartygsstorlek Bredd Djupg˚ aende H¨ ojd L¨ angd

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

Ut¨ over sj¨ alva rutten f¨ orekommer ¨ aven begr¨ ansningar i hamnarna. Dessa begr¨ ansningar ¨ ar redovisade i Tabell 2.

Tabell 2: J¨ amf¨ orelse mellan de olika hamnarna

Hamn Bredd Djupg˚ aende Fribord L¨ angd DWT

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

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

L¨ osningsg˚ ang

Rutt, last och tid

D˚ a rutten och lasten ¨ ar k¨ and g˚ ar det att best¨ amma grundl¨ aggande egenskaperna hos fartyget.

Det g¨ aller att best¨ amma vilken hastighet som skeppet ska k¨ ora och d˚ a avg¨ ora hur l˚ ang tid det kommer att ta att g¨ ora en resa. Beroende p˚ a vilken typ av last som k¨ ors g˚ ar det att motivera en viss hastighet. Det ¨ ar ofta l¨ attare att motivera en h¨ og hastighet n¨ ar dyra produkter transporteras. P˚ a samma s¨ att ¨ ar det mer rimligt att l˚ ata billigare produkter transporteras l˚ angsammare. D¨ arf¨ or m˚ aste en rimligt fart best¨ ammas. Detta best¨ ams inte bara av godsets v¨ arde utan ¨ aven ocks˚ a av produktionstiden och hur mycket som m˚ aste transporteras. Antingen anv¨ ands ett fartyg som tar all last och k¨ or lite snabbare, eller s˚ a kan flera mindre fartyg som lastar lite mindre som d˚ a kan k¨ ora l˚ angsammare. D˚ a l˚ angsammare fartyg har mindre motst˚ and kan detta vara att f¨ oredra.

Fartygets vikt och dimensioner

Ett av de f¨ orsta stegen i projekteringen var att med de fysiska begr¨ ansningarna och lasten i

˚ atanke best¨ amma fartygets dimensioner. I och med att lastens massa var given och dess densitet var k¨ and kunde lastens volym best¨ ammas och d˚ a stod det klart vilken volym lastrummen beh¨ ovde. Detta g¨ ors med hj¨ alp av Ekvation 1. N˚ agot ytterligare som beh¨ ovs beaktas ¨ ar att dubbelskrov beh¨ ovs n¨ ar olja och andra milj¨ ofarliga produkter transporteras.

v _last = m _last

ρ _last (1)

D¨ ar lastens vikt var 80 000 ton och densiteten 0,8 ton/m ³ , detta resulterade i en volym p˚ a 100 000 kubikmeter.

D˚ a lastens volym var best¨ amd och de fysiska begr¨ ansningarna k¨ anda kunde fartygets dimen- sioner best¨ ammas. Detta gjordes ¨ aven genom att unders¨ oka fartyg av samma typ och liknande storlek. Det som unders¨ oktes var fr¨ amst f¨ orh˚ allandet mellan l¨ angd och bredd samt blockkoef- ficienten. Blockkoefficienten ¨ ar ett m˚ att p˚ a hur likt skrovet ¨ ar ett r¨ atblock och ber¨ aknas enligt Ekvation 2

C B = ∇

BLT (2)

Blockkoefficienten blev i detta fall 0,8.

N¨ ar v¨ al fartygets dimensioner var best¨ amda kunde vikten uppskattas. Av d¨ odvikten st˚ ar lasten f¨ or den st¨ orsta delen n¨ ar det g¨ aller tankfartyg. D¨ odvikten ¨ ar den totala vikten av last, br¨ ansle, f¨ orr˚ ad och bes¨ attning, samt eventuella passagerare. Vikten av lasten dominerar f¨ or tankfartyg. D¨ odvikten ber¨ aknas d˚ a enligt Ekvation 3.

DW T = m _last + m _bransle + m _{f orrad} + m bestattning + m passagerare (3) L¨ attvikten, som ¨ ar vikten av endast fartyget, ¨ ar d¨ aremot sv˚ arare att uppskatta. Det g˚ ar att g¨ ora med formler, men det g˚ ar ¨ aven att g¨ ora genom att j¨ amf¨ ora linkande fartyg. Watsons metod g˚ ar ut p˚ a att dela upp egenvikten i fyra olika delar; st˚ alvikt, utrustningsvikt, huvudmaskineriets vikt samt vikten av ¨ ovrigt maskineri. Vikten av st˚ alet ber¨ aknas enligt Ekvation 4. Denna g¨ aller dock endast med en blockkoefficient p˚ a 0,7.

W ST = K · E ^1.36 (4)

D¨ ar K best¨ ams till 0,032 med hj¨ alp av Figur 5 och E ¨ ar Lloyd’s registers gamla Equipment number. E best¨ ams med Ekvation 5.

E = L(B + T ) + 0.85 · L(D − T ) + 0.85 [l 1 h 1 + 0.75 · l 2 h 2 ] (5) l 1 , h 1 och l 2 , h 2 ¨ ar l¨ angden respektive h¨ ojden av ¨ overbyggnader av full respektive indragen bredd. Det finns ingen ¨ overbyggnad med full bredd, dessa termer blir s˚ aledes noll. F¨ or att ber¨ akna st˚ alvikten f¨ or andra blockkoefficienter multipliceras WST med en korrektionsfaktor enligt Ekvation .

c = [1 + 0.05(C B − 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 b¨ or uppskattas med hj¨ alp av data fr˚ an tillverkarna.

Figur 3: V¨ arden f¨ or K f¨ or ber¨ akning av st˚ alvikten. [5]

Stabilitet

Stabilitet ¨ ar ett m˚ att p˚ a ett systems f¨ orm˚ aga att ˚ aterg˚ a till ett stabilt l¨ age efter en st¨ orning.

Detta ¨ ar mycket centralt i fartygsprojektering och str¨ anga krav st¨ alls p˚ a fartygs f¨ orm˚ aga att h˚ alla sig uppr¨ att. Centrala begrepp inom stabilitet hos fartyg ¨ ar bland andra GZ som ¨ ar den r¨ atande h¨ avarmen som vill r¨ ata upp skeppet n¨ ar det uts¨ atts f¨ or en kr¨ angning. GM 0 ¨ ar avst˚ andet mellan tyngdpunkten och metacentrum.

Figur 4: Geometrisk tolkning av GZ och GM

GZ kan beskrivas som funktion av kr¨ angningsvinkeln φ. Denna GZ-kurva beskriver hur fartyget p˚ averkas av kr¨ angning. MSY Hydrostatics [6] kan ber¨ akna GZ-kurvan med utifr˚ an ett speciellt skrov och dess masscentrum, KG.

IMO har beslutat om rekommendationer som s¨ ager hur GZ-kurvan b¨ or se ut. De flesta

klassningss¨ allskap f¨ oljer dessa rekommendationer. Dessa rekommendationer ¨ ar redovisade i Ta-

bell 3. e 30 och e 40 ¨ ar den dynamiska stabiliteten som svarar mot arean under grafen upp till

kr¨ angningsvinkel p˚ a 30 ° respektive 40°. Det ¨ar ¨aven rekommenderat att GZ-kurvans maximum

b¨ or ligga efter 25° och helst 30°. H¨avarmen ska vid 30° ¨aven vara st¨orre ¨an 0,2 meter samt ska

GM 0 vara st¨ orre ¨ an 0,15 meter.

Tabell 3: IMOs rekommendation som beskriver GZ-kurvan [7]

e ₃₀ >0,055 mrad e ₄₀ >0,090 mrad e ₄₀ -e ₃₀ >0,030 mrad

GZ(30 °) >0,2 m

GM 0 > 0,15m

Kr¨ angningsvinkel vid GZ max > 30 °

En annan stabilitet som b¨ or beaktas ¨ ar fartygets kursstabilitet. Det g¨ or med hj¨ alp av Clarkes diagram, Figur 5. Det ska dock till¨ aggas att det endast ¨ ar rekommenderat att fartyget ¨ ar kursstabilt och att tankerfartyg s¨ allan ¨ ar kursstabila.

Figur 5: Clarkes diagram f¨ or att best¨ amma om ett fartyg ¨ ar kursstabilt eller ej. [5]

N˚ agot annat som r¨ or stabilitet ¨ ar f¨ orekomsten av vattent¨ ata skott. Information om detta har dock varit sv˚ arfunnen och sv˚ artolkad. Det [8] s¨ ager ¨ ar att fartyg mellan 190 och 225 meter ska ha nio vattent¨ ata skott om de inte har n˚ agra l¨ angsg˚ aende skott i lastrummen. St¨ orre ¨ an s˚ a

¨ ar ”specially considered”. Eftersom skeppet delas upp i 10 vattent¨ ata tankar b¨ or detta kravet vara uppfyllt.

Motst˚ and

Ett fartygs motst˚ and ¨ ar viktigt att ta i beaktande n¨ ar projekteringen genomf¨ ors. Motst˚ andet

¨

ar den kraft som fartyget m˚ aste ¨ overvinna f¨ or att ta sig fram˚ at. Motst˚ andet beror till st¨ orsta

del skrovets form och v˚ ata yta. En synlig effekt av motst˚ andet ¨ ar virvlar och v˚ agor/svall efter fartyget.

Hos ett tankerfartyg ¨ ar det plattfriktionen och formmotst˚ andet som utg¨ or st¨ orst del av det totala motst˚ andet, se Figur 6.

Figur 6: Visar olika fartygstypers motst˚ andskomponenter och dess storlekar. [9]

Utifr˚ an skeppets huvuddata kan en uppskattning av motst˚ andet g¨ oras. Ekvation 7 visar skrovets motst˚ and.

R _T = 1

2 ρV ² S · C _T (7)

D¨ ar ρ ¨ ar vattnets densitet, S ¨ ar skeppets v˚ ata yta och C _T ¨ ar motst˚ andskoefficienten som ber¨ aknas med Ekvation 8. S f˚ as ur MSY Hydrostatics [6].

C _T = (1 + k)C _F + C _R + δC _F + C _AA (8)

D¨ ar f¨ orsta termen ¨ ar det visk¨ osa motst˚ andet hos en platta och k ¨ ar formfaktorn som kom- penserar f¨ or att skrovet ej ¨ ar en platta. k f˚ as enligt Ekvation 9. C _F ber¨ aknas med Ekvation 10, δC F ber¨ aknas med Ekvation 12 och C AA ber¨ aknas med Ekvation 13.

k = 0.095 + 25.5 C B L B

2 q

B T

(9)

C F ¨ ar plattfriktionen,

C _F = 0.075

(log ₁₀ (Re _L ) − 2) ² (10)

D¨ ar Re _L ¨ ar Reynolds tal och best¨ ams med Ekvation 11 Re _L = V L

ν (11)

D¨ ar ν ¨ ar den dynamiska viskositeten hos vattnet och V ¨ ar fartygets hastighet.

∆ C _F ¨ ar ytr˚ ahetstill¨ agget som beror p˚ a hur sl¨ at skrovets yta ¨ ar.

∆C F = 105  k _s L

 1/3

− 0.64

!

· 10 ⁻³ (12)

D¨ ar k s = 150 mikrometer ¨ ar skrovets ytr˚ ahet enligt rekommendation av ITTC-78. C AA ¨ ar luftmotst˚ andet som verkar p˚ a fartyget.

C _AA = 0.001 A _T

S = {A _T ≈ B · 1.5T } = 0.001 B · 1.5T

S (13)

C R ¨ ar en restmotst˚ andskoefficient som best¨ ams ur Guldhammer & Harvalds diagram [9] d¨ ar x-axeln ¨ ar fartygets Froudes tal. Froudes tal best¨ ams med Ekvation 14. Vilket diagram som ska anv¨ andas beror av slankethetstalet som f˚ as av Ekvation 15. Finns ej slankhetstalet i n˚ agot diagram m˚ aste det interpoleras fram fr˚ an de andra diagrammen. Vilken kurva som ska f¨ oljas beror av φ som antas vara samma som den prismatiska koefficienten.

F _n = V

√ gL (14)

slankhetstalet = L

∇ ^1/3 (15)

C _R ¨ ar dock i diagrammen ¨ ar baserade p˚ a m¨ atningar p˚ a modeller och ¨ ar d¨ arf¨ or skalberoende och m˚ aste r¨ aknas om. C R ¨ ar definierat enligt f¨ oljande ekvation:

C _R = C _{T M} − C _{f M} (16)

F¨ or att C _R ska bli r¨ attvisande och ej skalberoende r¨ aknas det C _R som ska anv¨ andas f¨ or fartyget med Ekvation 17

C _R = C _{T M} − (1 + k)C _{f M} (17)

D¨ ar k ¨ ar formfaktorn som ¨ ar samma som ber¨ aknades med Ekvation 9. C T M ¨ ar det totala motst˚ andet f¨ or modellen vid samma Froudes tal som i fullskala. C _{f M} ¨ ar friktionsmotst˚ andet f¨ or modellen och ber¨ aknas med Ekvation 10. Dock m˚ aste Reynolds tal f¨ or modellen ber¨ aknas.

Detta f¨ ors genom att f¨ orst ta fram den skalenliga hastigheten f¨ or modellen. F¨ or detta kr¨ avs att modellens l¨ angd ¨ ar k¨ and, den ¨ ar i detta fall fyra meter.

Skalfaktorn, α ¨ ar f¨ orh˚ allandet mellan modellens och det projekterade fartygets l¨ angd.

α = L

L _modell (18)

Hastigheten f˚ as genom:

ν modell = V

√ α (19)

N¨ ar denna hastighet ¨ ar k¨ and kan Reynolds tal f¨ or modellen tas fram. Denna ber¨ aknas

med Ekvation 11 d¨ ar modellens hastighet anv¨ ands. C T M kan nu best¨ ammas genom att l¨ osa ut

variabeln ur Ekvation 16 n¨ ar C _{f M} och C _R ¨ ar k¨ anda. B˚ ade C _{T M} och C _{f M} k¨ anda kan C _R f¨ or fartyget best¨ ammas med hj¨ alp av Ekvation 17.

N¨ ar samtliga termer i Ekvation 8 ¨ ar best¨ amda kan den totala skrovmotst˚ andskoefficenten kan ber¨ aknas. Med Ekvation 7 best¨ ams skrovets motst˚ and. Till det motst˚ andet tillkommer motst˚ and fr˚ an bihang under vatten, s˚ asom roder. Detta ber¨ aknas p˚ a liknande s¨ att som skrovets motst˚ and:

R _roder = 1

2 ρV ² S _roder C _D (20)

D¨ ar C _D ber¨ aknas enligt Ekvation 21

C D = (1 + k roder )C F,roder (21)

D¨ ar k roder ¨ ar en formfaktor f¨ or roderprofilen och C F,roder ber¨ aknas med Ekvation 23.

k _roder = 2t

c (22)

D¨ ar t ¨ ar rodrets bredd och c ¨ ar kordan.

C _F,roder = 0.075

(log 10 (Re L ) − 2) ² (23)

Motst˚ andet fr˚ an fartygets skrov och roder summeras och det totala motst˚ andet ¨ ar nu k¨ ant.

R _tot = R _T + R _roder (24)

Som marginal f¨ or grov sj¨ o och dylikt b¨ or tio procent l¨ aggas p˚ a.

Sl¨ apeffekten som ¨ ar effekten som beh¨ ovs f¨ or att bogsera fartyget i den marschfart som erfodras. Den ber¨ aknas enligt Ekvation 25

P _E = R _tot · V (25)

Framdrivning

N¨ ar motst˚ andet ¨ ar k¨ ant kan valet av motor- och propellerkonfiguration g¨ oras. Propellern kan v¨ aljas p˚ a flera s¨ att, tv˚ a ber¨ ors i denna rapport. Antingen med hj¨ alp av en kombination av momentteori och bladelementteori. Denna metod beskrivs utf¨ orligt i Appendix 1. Den andra metoden ¨ ar att anv¨ anda propellerkarakteristikor. Detta g¨ ors med hj¨ alp av att v¨ alja standard- propellrar ur ett diagram, se Figur 6. F¨ or b˚ ada metoderna g¨ aller att f¨ orst best¨ amma en propel- lerdiameter. Diametern best¨ ams schablonm¨ assigt genom att multiplicera djupg˚ aendet med 0,6.

I detta fall blir diametern 7,8 meter.

Figur 7: Propellerdiagram f¨ or standardpropeller SSPA 4.53. 4:an betyder att propellern har fyra blad och bladareaf¨ orh˚ allande p˚ a 0.53.

P˚ a x-axeln finns framdriftstalet som definieras J = v _A

D · n (26)

D¨ ar n ¨ ar rotationshastigheten i varv per sekund. K _T ¨ ar tryckkraftskoefficienten, K _Q ¨ ar momentkoefficienten och P/D ¨ ar stigningsf¨ orh˚ allandet. Dessa storheter beskrivs n¨ armare i Ap- pendix 1. Genom att v¨ alja stigningsf¨ orh˚ allande och plotta den erforderliga kraften som funk- tion av framdriftstalet i diagrammet g˚ ar det att l¨ asa ut vilket framdriftstal som ¨ ar optimalt, det g˚ ar d˚ a ¨ aven att l¨ asa ut vilken momentkoefficient som svarar mot framdriftstalet och stig- ningsf¨ orh˚ allandet samt propellerns verkningsgrad. Fr˚ an dramdriftstalet erh˚ alls varvtalet, fr˚ an momentkoefficienten erh˚ alls momentet och ur tryckkraftskoefficienten erh˚ alls kraften som pro- pellern genererar.

N¨ ar propellern ¨ ar vald ska den kontrollers mot kavitationsrisken. Detta g¨ ors genom att anv¨ anda Burills diagram som g˚ ar att besk˚ ada i Figur 8. P˚ a y-axeln ses propellerns kavitations- nummer som ber¨ aknas enligt Ekvation 27. P˚ a x-axeln finns det lokala kavitationsnumret som definieras enligt Ekvation 28.

τ c = T

1 2 ρ



v A + (π · 0.7 · D · n) ²



· A _P

(27)

D¨ ar T ¨ ar propellerns framdrivningskraft och A _P ¨ ar propellerns projicerade area.

σ _0.7R = (p atm + ρgh) − p v 1

2 ρ



v _A + (π · 0.7 · D · n) ²

 (28)

D¨ ar p _atm ¨ ar atmosf¨ arstrycket och p _v ¨ ar vattnets ˚ angtryck. Dessa tal kontrolleras d˚ a mot Burills diagram.

Figur 8: Burills diagram Milj¨ o

Ett fartygs milj¨ op˚ averkan blir mer och mer aktuell och fler st¨ aller krav p˚ a br¨ anslef¨ orbrukning.

Br¨ anslef¨ orbrukningen p˚ averkar inte bara milj¨ on utan ocks˚ a ekonomin f¨ or rederiet och kunder.

Utifr˚ an motordata fr˚ an olika tillverkare av motorer kan motorns br¨ anslef¨ orbrukning uppskattas.

F¨ orutom i absoluta tal kan f¨ orbrukningen st¨ allas mot hur stor f¨ orbrukningen ¨ ar i f¨ orh˚ allande till last och transporterad str¨ acka. Ekvation 29 visar sambandet mellan koldioxidutsl¨ app och f¨ orbrukning ??. Ekvation 30 visar hur effektiv transporten ¨ ar.

m CO

= 3.664 · m bransle (29)

D¨ ar faktorn 3,664 kommer fr˚ an massan hos CO 2 och kol.

η _transport = m _CO

m _last · s (30)

D¨ ar m last ¨ ar lastens massa och s ¨ ar str¨ ackan.

Ut¨ over koldioxidutsl¨ appet fr˚ an fartyget tas ¨ aven risken f¨ or oljeutsl¨ app ut. Genom att ha

dubbelskrov minskar risken f¨ or utsl¨ app.

Resultat och diskussion

Rutt, last och tid

Rutten ¨ ar drygt 5000 nautiska mil och 120 000 ton r˚ aolja skulle skeppas varje m˚ anad. Eftersom det var r˚ aolja som skulle fraktas var det sj¨ alvklara valet av fartyg ett tankfartyg. Skulle ett fartyg frakta hela lasten skulle det beh¨ ova k¨ ora drygt 10 000 nautiska mil p˚ a 26 dagar f¨ or att ta h¨ ojd f¨ or lastning och lossning. Detta resulterar i en hastighet p˚ a 16 knop. Detta ¨ ar en h¨ og hastighet som skulle inneb¨ ara stora motst˚ andsf¨ orluster. D¨ arf¨ or har valet fallit p˚ a att tv˚ a fartyg ska k¨ ora 80 000 ton olja styck. Fartygen flyttar d˚ a 133 % av lasten och kan d¨ arf¨ or k¨ ora l˚ angsammare. De kan ta 133 % av en m˚ anad p˚ a sig att k¨ ora fram och tillbaka. Detta blir 40 dagar och r¨ aknat med 3 dagar lastning och lossning blir hastigheten 12 knop. Om hastigheten

¨ okar till 13 knop sparas tid in f¨ or n¨ ar fartygen m˚ aste ligga i docka f¨ or underh˚ all.

Fartygets vikt och dimensioner

R˚ aolja har en densitet p˚ a 800 kg/m ³ , vilket ger att volymen som beh¨ ovs ¨ ar 100 000 m ³ . Utifr˚ an detta och j¨ amf¨ orelser med liknande fartyg kunde fartygets slutgiltiga dimensioner best¨ ammas.

M˚ alet var att rymma lasten och samtidigt som f¨ orh˚ allandet mellan h¨ ojd, bredd och l¨ angd

¨ overensst¨ amde med liknande fartyg. Dimensionerna redovisas i Tabell 4. L¨ attvikten blev St˚ alvikten

¨ ar 16 600 ton. Huvudmaskinens vikt blev 407 ton, baserat p˚ a val av motor. De ¨ ovriga vikterna ¨ ar uppskattade. Dessa ¨ ar n˚ agot grovt uppskattade till ungef¨ ar 3 000 ton. D¨ odvikten ¨ ar f¨ orutom las- ten, ballast, bunker, proviant och passagerare. Lasten ¨ ar 80 000 ton och ¨ ovrig vikt ¨ ar uppskattad till 10 000 ton.

Tabell 4: Skeppets dimensioner och vikt

Bredd Djupg˚ aende L¨ angd LWT DWT Lastvolym 40 m 13 m 265 m 20 000 ton 90 000 ton 100 000 m ³

Stabilitet

Skeppet ¨ ar mycket stabilt och uppfyller kriterierna med r˚ age. Tyngdpunkten f¨ or det lastade skeppet antas ligga i mitten av tankarna i h¨ ojdled och i mitten av fartyget i l¨ angsled. GZ-kurvan har ber¨ aknats med hj¨ alp av MSY Hydrostatics [6]. Tyngdpunkten f¨ or det olastade fartyget har flyttats l¨ angre bak f¨ or att f˚ a tillr¨ ackligt djupg˚ aende f¨ or att propellern ska var helt neds¨ ankt med 20 000 ton ballastvatten. De tv¨ arsg˚ aende skotten g¨ or att det g˚ ar att dela upp ballastvattnet s˚ a

¨

onskat trim uppn˚ as.

Figur 9: GZ-kurva i lastad kondition

Figur 10: GZ-kurva f¨ or fartyget i olastad kondition med 20 000 ton ballast

Tabell 5: Resultat av stabilitetsber¨ akningar och j¨ amf¨ orelse med IMOs kriterier.

Kriterium Resultat lastad Okej? Resultat ballast Okej?

e ₃₀ > 0.055 mrad 0.975 mrad Ja 2.0696 mrad Ja

e ₄₀ > 0.090 mrad 1.980 mrad Ja 3.8629 mrad Ja

e 30 − e ₄₀ > 0.030 mrad 1.005 mrad Ja 1.7933 mrad Ja

GZ(30 °) > 0.2 m 3.927 m Ja 6.656 m Ja

GM 0 > 0.15 m 7.18 m Ja 17.87 m Ja

Kr¨ angningsvinkel vid GZ max > 30 ° 40 ° Ja 40 ° Ja

Som synes uppfylls kriterierna med r˚ age. I Figur 11 visas kursstabiliteten.

Figur 11: Figuren visar fartygets kursstabilitet enligt Clarke. F¨ orh˚ allandet mellan l¨ angd och bredd ¨ ar 6.63 och f¨ orh˚ allandet mellan bredd och djupg˚ aende ¨ ar 3.08. Blockkoefficienten ¨ ar 0.8.

Fartyget ¨ ar ej kursstabilt enligt Clarke. Detta var dock ej en n¨ odv¨ andighet enligt bivillkoren.

De flesta andra tankerfartyg ¨ ar ej kursstabila.

Vad g¨ aller krav p˚ a vattent¨ ata skott, b¨ or fartyget uppfylla eventuella krav. Fartyget har ett l¨ angsg˚ aende skott i tankarna och tio stycken tv¨ arsg˚ aende ¨ over hela fartyget. Detta b¨ or vara tillr¨ ackligt f¨ or att uppn˚ a krav som finns.

Motst˚ and

Tabell 6 visar resultatet av ber¨ akningar enligt l¨ osningsg˚ angen.

Tabell 6: Resultat av stabilitetsber¨ akningar och j¨ amf¨ orelse med IMOs kriterier.

Konstanter Motst˚ andskomponenter

Densitet ρ 1025 kg/m ³ Plattfrikionskoef. C _F 1.5·10 ⁻³ [−]

Hastighet, V 13 kn = 6.69 m/s Restmotst˚ andskoef. C _R 0.27·10 ⁻³ [−]

V˚ at yta, S 10824 m ² Ytr˚ ahetstill¨ agg, ∆C _F 0.23·10 ⁻³ [−]

Kinematisk viskositet, v 1.2·10 ⁻⁶ m ² /s (cSt) Luftmotst˚ and, C _AA 0.72·10 ⁻⁶ [−]

Reynolds tal, Re _L 1.48·10 ⁹ [−] Total motst˚ andskoef., C _T 2.3·10 ⁻³ [−]

Froudes tal, Fn 0.13 [−] Skrovmotst˚ and, R _T 565.8 kN

Slankhetstal 5.21 [−] Formfaktor roder, k _roder 0.3 [−]

Formfaktor, k 0.17 [−] Plattfriktion, roder, C F

1.5·10 ⁻³ [−]

Skalfaktor, α 66.25 [−] Totala motst˚ andet +10%, R tot 0.79 NM

Hastighet modell, v modell 1.59 kn = 0.82 m/s Sl¨ apeffekten 5.27 MW

Motst˚ andsber¨ akningarna ¨ ar gjorda med hastigheten 13 knop som ¨ ar servicefarten. Motst˚ andet som funktion av farten redovisas i Figur 12. Vid l˚ aga hastigheter som 13 knop ¨ ar det form- motst˚ andet som dominerar och mycket liten del av motst˚ andet utg¨ ors av v˚ agbildningsmotst˚ andet.

Figur 12: Motst˚ andet som funktion av hastigheten. Den bl˚ a linjen svarar mot ber¨ akningarna enligt rapporten, och den gr¨ ona linjen svarar mot motst˚ andet ber¨ aknat enligt Holltrop och Mennen. Som synes st¨ ammer de v¨ al ¨ overens vid hastigheten 13 knop.

Framdrivning

Utifr˚ an resultatet av motst˚ andsber¨ akningarna kunde propeller v¨ aljas enligt Appendix 1. Resul- tatet redovisas i Tabell 7

Tabell 7: Resultat av propellerber¨ akning med hj¨ alp av Bladelementsteori kombinerat med mo- mentteori.

Diameter, D 7.8 m

Antal blad, n 5 st Geometrisk pitch, P 7.0 m Stigningsf¨ orh˚ allande, P/D 0.9[−]

Varvtal, n 70 rpm Framdriftstal, J 0.48 [−]

Bladareaf¨ orh˚ allande, BAR 0.57 [−]

Tillh¨ orande propellerdiagram visas i Figur 13.

Figur 13: Propellerdiagram f¨ or vald propeller.

Denna propeller har en verkningsgrad p˚ a 0,55 och genererar en effekt p˚ a 4,3 MW. Detta

inneb¨ ar att motorn m˚ aste generera en effekt p˚ a 7,6 MW. Utifr˚ an detta och varvtalet har valet

av motor fallit p˚ a en W¨ artsil¨ a X72 R4 som genererar 8,4 MW vid 66 varv per minut [11]. Det

som skiljer valet med propellerkarakt¨ aristikorna ¨ ar att det ¨ ar en annan propellergeometri, denna

propeller ¨ ar formad som en riktig propeller medan den fr˚ an Appendix 1 har blad som liknar

plankor. Samma stigningsf¨ orh˚ allande genererar ett framdriftstal p˚ a 0,6, vilket resulterar i en

verkningsgrad p˚ a strax under 0,6 och ett varvtal p˚ a 56 varv per minut. Propellerdiagrammet

visar en fembladig propeller med bladareaf¨ orh˚ allande 0,60.

Figur 14: Propellerdiagram f¨ or standardpropeller SSPA 5.60. Den erforderliga kraften f¨ or olika framdriftstal ¨ ar markerad i bl˚ att.

Propellern fr˚ an Appendix 1 ger ett varvtal som fungerar med de motorer som unders¨ okts, d¨ arf¨ or anv¨ ands datan fr˚ an denna propeller.

Kavitationskontrollen b¨ orjar med att ber¨ akna storheterna τ c och σ _0.7R . Dessa blir 0,17 re-

spektive 0,9. Dessa ¨ ar inritade i Burills diagram i Figur 15

Figur 15: Burills diagram med σ 0.7R och τ c f¨ or vald propeller inritad.

Milj¨ o

W¨ artsil¨ as l˚ agvarvsmotor X72 R4 som valts till fartyget ¨ ar enligt W¨ artsil¨ a utvecklade med EEDI- regler i ˚ atanke. Den har en br¨ anslef¨ orbrukning 160 g/kWh [11]. Detta inneb¨ ar att fartyget har en f¨ orbrukning av 29,8 ton br¨ ansle per dygn. Utr¨ akningarna av Ekvation 29 och 30 redovisas i Tabell 8.

Tabell 8: Fartygets f¨ orbrukning, koldioxidutsl¨ app och transporteffektivitet.

F¨ orbrukning Erforderlig ef- fekt fr˚ an motor

F¨ orbrukning per dygn

Utsl¨ app av koldioxid per dygn, m CO

Transport- effektivitet, η transport

160 g/kWh 7,57 MW 29,8 ton 109 ton 5,34

g/(ton·km)

Denna motor kan dessutom utrustas med ’scrubbers’ som minskar utsl¨ appen av svaveloxid.

Det som redovisats h¨ ar ¨ ar bara utsl¨ appen fr˚ an motorn, till detta tillkommer utsl¨ app fr˚ an till exempel generatorer ombord. Det ¨ ar dock huvudmaskinens utsl¨ app som dominerar.

Slutsats och sammanfattning

Fartyget som ¨ ar beskrivet enligt ovan uppfyller de krav och bivillkor som st¨ alls p˚ a det. Tv˚ a stycken likadana fartyg m˚ aste byggas f¨ or att klara produktionen av r˚ aolja. M˚ anga ber¨ akningar

¨ ar approximativa och kan g¨ oras mer noggranna ¨ aven om de ¨ ar baserade p˚ a erk¨ anda metoder.

N˚ agot som kan f¨ orb¨ attras ¨ ar unders¨ okningen av regler kring vattent¨ ata skott och milj¨ op˚ averkan.

F¨ ordjupning

Introduktion

Detta kapitel har f¨ orfattats tillsammans med Gustav Nordqvist. Ingen st¨ orre uppdelning har gjorts, utan b˚ ada f¨ orfattarna har bidragit till kapitlets samtliga delar.

I kollektivtrafiken i Stockholms l¨ an har tunnelbana, pendelt˚ ag och bussar en given plats.

Trots att Stockholm till stor del omg¨ ardas av vatten har inte pendelb˚ atar haft n˚ agot genomslag i kollektivtrafiken. Om sj¨ ov¨ agarna kunde anv¨ andas skulle det finnas stor potential att mins- ka tr¨ angseln p˚ a land och d¨ armed ¨ aven utsl¨ appen av v¨ axthusgaser, b˚ ade genom mer effektiva transporter p˚ a sj¨ on samt minskat stillast˚ aende med bilar i k¨ oer.

Detta avsnitt syftar till att besvara fr˚ agor som st¨ alls i SLLs RFI [12]. Vi har som utg˚ ang att behandla M¨ alarlinjerna:

-Riddarfj¨ ardslinjen -Solna-strand-linjen -Eker¨ olinjen

Rapporten avser att fr¨ amst behandla f¨ oljande koncept d¨ ar SLL st¨ aller krav p˚ a b˚ atarnas storlek och kapacitet. Koncept ¨ ar fr¨ amst framtagna f¨ or att uppfylla dessa krav. Om inte, f¨ ors ett resonemang som motiverar varf¨ or kraven ej uppfyllts.

- Fartygskoncept Exteri¨ or Interi¨ or Framdrivning -Bryggkoncept -Gr¨ anssnittet mellan fartyg och brygga -Finansiering och ¨ agarform

M˚ alet med rapporten ¨ ar att ta fram och ge f¨ orslag p˚ a flexibla och ekonomiska koncept d¨ ar fartyg och bryggor kan flyttas n¨ ar behov ¨ andras och f¨ or¨ andringar beh¨ over ske. D¨ arf¨ or beskrivs bryggkoncept som kan anv¨ andas av flera olika fartyg.

Rapporten redovisar resonemang kring f¨ orbindelserna som finns i anslutning till rutterna och rutternas sammanhang som komplement i resten av kollektivtrafiken. Hur dessa kan inverka p˚ a den ¨ ovriga kollektivtrafiken och trafiken.

Stor del av rapporten baseras p˚ a studier av redan befintliga system och koncept.

Bakgrund

SLL planerar att starta tre stycken pendelb˚ atslinjer i M¨ alaren. Dessa tre ¨ ar mycket olika p˚ a flera s¨ att, bland annat vad g¨ aller olika begr¨ ansningar och str¨ ackning. Dessutom ¨ ar l¨ angden p˚ a linjerna mycket varierande. SLL st¨ aller dock vissa krav f¨ or samtliga linjer: SLL st¨ aller stora krav p˚ a milj¨ op˚ averkan och tillg¨ anglighet f¨ or handikappade. SLL vill se att framdrivningen g¨ ors med minst 90% f¨ ornyelsebart br¨ ansle, samtidigt som ¨ ovrig yttre p˚ averkan, s˚ asom buller, svall och stranderosion minimeras. All trafik ska ¨ aven kunna k¨ oras ˚ aret runt, vilket inneb¨ ar att fartygen m˚ aste kunna k¨ ora i vinterf¨ orh˚ allanden. Dessutom f¨ oruts¨ atts att samtliga linjer kommer anv¨ andas mest under rusningstrafik, det vill s¨ aga vardagar mellan 6 och 9 och 15 och 19.

Samh¨ allet st¨ aller stora krav p˚ a fungerande pendling, snabbhet, bekv¨ amlighet och p˚ alitlighet

¨ ar n˚ agra av de centrala delarna av kraven. Dessa ¨ ar dock inte absoluta och ¨ ar sj¨ alvfallet relativa gentemot andra alternativ. Dessutom kan de ha olika stor vikt om effektivitet kan f¨ orb¨ attras.

Till exempel ¨ ar det rimligt att anta att en person hellre ˚ aker 50 min ¨ an 40 om det inneb¨ ar

f¨ arre byten, h¨ ogre p˚ alitlighet och m¨ ojlighet att jobba p˚ a v¨ ag till jobbet. N¨ ar inte fungerande

kollektivtrafik fungerar stannar samh¨ allet upp och l¨ onsamheten g˚ ar ned.

Rutterna

Riddarfj¨ ardslinjen

Denna linje f¨ or passagerarna fr˚ an Stadshuskajen till S¨ oderm¨ alarstrand vidare till Kungsholmstorg och sedan tillbaka samma str¨ acka. Linjen markeras med r¨ od f¨ arg i Figur 16. Den totala str¨ ackan

¨ ar cirka en nautisk mil. Hastigheten ¨ ar begr¨ ansad till 12 knop f¨ or skepp och djupg˚ aendet ¨ ar inget problem, d˚ a djupet ¨ ar ¨ over 5 meter p˚ a den aktuella str¨ ackan. SLL prognostiserar att trafik bedrivs 4397 timmar per ˚ ar. SLLs tanke ¨ ar att fyra stycken fartyg ska uppr¨ atth˚ alla trafiken, varav tre stycken per dag ¨ ar i trafik.

Figur 16: Riddarfj¨ ardslinjen och Eker¨ olinjen i centrala Stockholm.

F¨ orbindelser

Vid stadshuskajen finns m¨ ojlighet att byta till tunnelbana, pendelt˚ ag och fj¨ arrt˚ ag vid central- stationen samt till bussar vid tegelbacken.

P˚ a s¨ oderm¨ alarstrand finns det enligt f¨ orfattaren inga naturliga f¨ orbindelser med ¨ ovriga kol- lektivtrafiken, det g˚ ar dock att promenera till tunnelbanestationen Mariatorget samt till diverse busslinjer.

Vid Kungsholmstorg kan en trafikant g˚ a till tunnelbanestationen R˚ adhuset l¨ angre upp p˚ a Kungsholmen. I ¨ ovrigt g˚ ar ett antal busslinjer inom ett avst˚ and som ¨ ar mindre ¨ an det till tunnelbanan.

Resonemang om rutten och dess sammanhang

F¨ orbindelserna ser ut att vara goda vid ruttens olika h˚ allplatser och kan ses som ett gott

komplement till den befintliga kollektivtrafiken och kommer kunna avlasta cykelv¨ agarna vid

slussen, speciellt d˚ a slussen i framtiden kommer byggas om under l¨ angre tid. Dessutom kan rutten sannolikt avlasta tunnelbanan vid T-centralen och Slussen, vilket inneb¨ ar mindre tr¨ angsel p˚ a de stationer som ¨ ar h¨ ogst belastade.

Resonemang kring krav p˚ a b˚ at

D˚ a str¨ ackningen ¨ ar kort och kan t¨ ankas g˚ a fort ¨ ar det i f¨ orsta hand av- och p˚ astigningen som tar l¨ angst tid. Ett bra fl¨ ode av passagerare b˚ ade av och p˚ a ¨ ar av stor betydelse. Den korta restiden inneb¨ ar ¨ aven att behovet av sittplatser ¨ ar litet. Samtidigt ¨ ar det m˚ anga stockholmare som cyklar och SLL st¨ aller krav p˚ a att m˚ anga cyklar ska f˚ a plats. Med detta i ˚ atanke anser f¨ orfattarna att ¨ oppna ytor med m¨ ojlighet att h˚ alla i sig i handtag ¨ ar att f¨ oredra. Utf¨ allbara stolar l¨ angs skotten ger m¨ ojlighet f¨ or r¨ orelsehindrade och ¨ aldre personer att sitta utan att ta upp on¨ odig plats n¨ ar s¨ atena ej anv¨ ands. F¨ or att ge passagerare med cykel stort utrymme b¨ or en del av fartyget ge cyklister f¨ oretr¨ ade, men ges samma utseende som resten av fartyget.

Dessa cykelplatser b¨ or ges till ¨ ovriga resen¨ arer i m˚ an av plats. I och med att cyklar ska kunna f¨ oras ombord inneb¨ ar detta ¨ aven att rullstolar och barnvagnar kan rullas ombord utan st¨ orre anstr¨ angning. Hur m˚ anga resen¨ arer som kan t¨ ankas resa med linjen ¨ ar sv˚ art att f¨ oruts¨ aga d˚ a underlag f¨ or en s˚ adan uppskattning saknas. I och med att SLL t¨ anker sig att tre stycken fartyg ska trafikera rutten s˚ a ges h¨ og turt¨ athet. Fartyget skall ¨ aven ha plats f¨ or 100-150 passagerar, vilket ger en bild av hur m˚ anga som kan t¨ ankas utnyttja rutten varje dag. F¨ or att bem¨ ota problemet att av- och p˚ astigningen ¨ ar det moment som tar l¨ angst tid vore det ¨ onskv¨ art att p˚ astigningen sker p˚ a ena sidan och avstigningen sker p˚ a andra. F¨ or att detta ska g˚ a m˚ aste fartyget vara tillr¨ ackligt stabilt f¨ or att inte luta f¨ or mycket n¨ ar alla passagerare befinner sig p˚ a ena sidan.

Utifr˚ an detta resonemang har f¨ orfattarna dragit slutsatsen om att en katamaran liknande ALVIS [13] vore att f¨ ¨ oredra. ¨ Alvis ¨ ar en 25 meter l˚ ang och 10 meter bred katamaran som, med hj¨ alp av en azipod propeller och elmotor, kan framf¨ oras ˚ at b˚ ada h˚ all vilket minskar tiden det tar att l¨ agga till och l¨ amna bryggorna i land. ¨ Onskv¨ art vore dock att kunna snabbladda batterierna, ist¨ allet f¨ or att byta ut batterierna flera g˚ anger per dag. ˚ Atta bussar som trafikerar linje 73 i Stockholm kan snabbladda sina batterier p˚ a 6 minuter, ett liknande koncept borde fungera ¨ aven p˚ a sj¨ on, men med kortare laddningstid [14]. Rutten ¨ over Riddarfj¨ arden liknar mycket den som g˚ ar ¨ over G¨ ota ¨ Alv. Det som skiljer dem ˚ at ¨ ar att rutten i Stockholm ¨ ar n˚ agot kortare och har ett ytterligare stopp. Detta talar f¨ or en l¨ osning med superladdning, eftersom fartyget kommer befinna sig i land st¨ orre del av tiden, j¨ amf¨ or med vad ¨ ALVIS g¨ or. Med en hastighet p˚ a 6 knop tar sig ¨ ALVIS ¨ over Riddarfj¨ arden p˚ a cirka 5 minuter.

Bryggresonemang

Linjen ¨ over Riddarfj¨ arden str¨ acker sig knappt 1 nautisk mil och restiden ¨ ar cirka 5 minuter.

En b˚ at som tar m˚ anga passagerare med cyklar, barnvagnar och n˚ agon rullstol kan ta l˚ ang tid att lasta av om b˚ aten inte ¨ ar anpassad f¨ or den intensiva avlastningen som beh¨ over ske. Kravet p˚ a bryggorna blir d˚ a att m˚ anga personer, med eller utan cykel, ska kunna ta sig av samtidigt och l¨ att kunna ta sig i land utan att det blir k¨ o. ¨ Aven transporten bort fr˚ an bryggplatsen med g˚ angv¨ agar och cykelbanor m˚ aste vara tillr¨ ackligt f¨ or att inte orsaka stopp i fl¨ odet.

Solna strand-linjen

Denna linje f¨ or passagerarna fr˚ an Solna strand i norr till ˚ Arstadal i s¨ oder. P˚ a v¨ agen stannar

linjen p˚ a fem platser; Minneberg, Hornsbergs strand, Alvik, Lilla Essingen och Hornstull. Linjen

markeras med svart i Figur 17. Str¨ ackan ¨ ar drygt fem nautiska mil. Hastigheten begr¨ ansas till

st¨ orsta del till 12 knop f¨ or skepp och p˚ a vissa, korta, str¨ ackor 5 knop. Djupet varierar men djupbegr¨ ansningen ¨ ar 2,5 meter. SLLs tanke ¨ ar ¨ aven h¨ ar att fyra stycken fartyg ska uppr¨ atth˚ alla trafiken, varav tre stycken per dag ¨ ar i trafik. Prognosen s¨ ager att linjen trafikeras 14425 timmar per ˚ ar.

Figur 17: Solna strand-linjens str¨ ackning.

F¨ orbindelser

Vid Solna strand finns m¨ ojlighet att byta till tunnelbana och bussar.

Vid Minneberg finns inga naturliga f¨ orbindelser med det ¨ ovriga trafikn¨ atet.

Vid Hornsberg finns inom g˚ angavst˚ and tunnelbana.

Vid Alvik finns f¨ orutom tunnelbanans gr¨ ona linje ¨ aven m¨ ojlighet att ˚ aka Tv¨ arbanan som g˚ ar mellan Solna och Sickla.

P˚ a Lilla Essingen ¨ ar de enda f¨ orbindelserna busslinje.

Vid Hornstull finns m¨ ojlighet att byta till flertalet bussar samt tunnelbanans r¨ oda linje.

Vid ˚ Arstadal finns m¨ ojlighet att byta till Tv¨ arbanan och tunnelbanan.

Resonemang om rutten och dess sammanhang

M˚ anga av stoppen som g¨ ors ligger strategiskt bra till; rutten skapar en tv¨ arf¨ orbindelse som saknas i Stockholm. Detta f˚ ar f¨ orfattarna att tro att cyklister och ¨ aven g˚ angtrafikanter kan spara b˚ ade m¨ oda och tid genom att ta b˚ aten ett f˚ atal stationer f¨ or att sedan forts¨ atta sin resa till jobbet eller liknande. Till exempel ¨ ar det t¨ ankbart att passagerare kan uppskatta str¨ ackningen mellan Minneberg och Hornsberg, som sj¨ ov¨ agen ¨ ar mycket kort, men landv¨ agen ¨ ar betydligt l¨ angre.

P˚ a samma s¨ att som tidigare ¨ ar det sv˚ art att uppskatta hur m˚ anga resen¨ arer som kan t¨ ankas

˚ aka med rutten eftersom ordentligt underlag saknas. En rapport fr˚ an SLL p˚ atalar att sanno-

likheten att passagerare endast kommer ˚ aka ett f˚ atal h˚ allplatser ¨ ar stor [15]. Det ¨ ar detta som placerar rutten i ett h˚ allbart sammanhang, utan dessa tv¨ arf¨ orbindelser anser f¨ orfattarna att linjen skulle vara redundant d˚ a restiden mellan ¨ andstationerna skulle vara of¨ or¨ andrad.

Resonemang kring krav p˚ a b˚ at

Enligt ovanst˚ aende resonemang b¨ or krav och tillg¨ anglighet f¨ or cyklister s¨ attas h¨ ogt n¨ ar b˚ aten ska tas fram, detta uppfyller ¨ aven kraven p˚ a tillg¨ anglighet som SLL satt upp. P˚ a denna rutt b¨ or ¨ aven fler sittplatser prioriteras d˚ a rutten ¨ ar l¨ angre och det tar l¨ angre tid att ˚ aka mellan fler h˚ allplatser. I och med detta borde interi¨ oren vara uppdelad p˚ a en del d¨ ar cyklister kan st˚ a eller sitta med sina cyklar och en del d¨ ar sittande passagerare h˚ aller till. Eftersom h˚ allplatserna

¨ ar fler p˚ a denna linje ¨ ar ¨ aven h¨ ar av stor betydelse att p˚ a- och avstigningen g˚ ar snabbt, f¨ or att minska restiden. Detta skulle kunna utformas p˚ a samma s¨ att som f¨ or Riddarfj¨ ardslinjen.

F¨ orfattarna tror dock inte att detta ¨ ar av samma behov, eftersom f¨ arre passagerare skulle g˚ a av p˚ a varje h˚ allplats.

F¨ orfattarna anser att ett fartyg liknande de som rekommenderas f¨ or Riddarfj¨ ardslinjen men med en inredning d¨ ar en mindre del av fartygets golvyta ger plats till cyklar och stora delar ¨ ar sittplatser f¨ or g˚ aende. Detta fartyg skulle beh¨ ova k¨ oras med en hybridmotor, som b˚ ade g˚ ar p˚ a elektricitet och diesel. Genom att implementera samma snabbladdningssystem som ovan kan fartyget g˚ a l˚ ang v¨ ag p˚ a elektricitet och ges visst st¨ od med diesel.

Bryggresonemang

Str¨ ackan Solna strand till ˚ Arstadal liknar str¨ ackan ¨ over Riddarfj¨ arden med skillnaden att den str¨ acker sig mycket l¨ angre. Med 7 stopp totalt s˚ a kan det h¨ anda att vissa resen¨ arer ¨ onskar ˚ aka l¨ angre str¨ ackor och andra kortare str¨ ackor. B˚ aten kan inte l¨ angre f¨ orlita sig p˚ a att hela s¨ allskapet tar sig av b˚ aten likt en evakuering vid varje h˚ allplats, utan vissa eller m˚ anga resen¨ arer vill sitta kvar s˚ a cyklar och barnvagnar beh¨ over under dessa omst¨ andigheter kunna ta sig av utan att andra resen¨ arer st¨ ors.

Det blir sv˚ arare att motivera bryggor p˚ a b˚ ada sidor av b˚ aten n¨ ar det inte ¨ ar lika m˚ anga som g˚ ar av och p˚ a vid varje h˚ allplats. Mer effektivt blir det att kunna l¨ agga till med sidan mot och sedan ˚ aka iv¨ ag rakt fram mot n¨ asta h˚ allplats. Tiden som f¨ orloras med enkelsidig p˚ astigning vinner man tillbaks n¨ ar det g˚ ar fort att l¨ agga till och lossa.

Eftersom linjen inte blir lika t¨ attrafikerad som tunnelbanen¨ atet s˚ a kommer det beh¨ ovas bra och tillf¨ orlitlig information vid h˚ allplatserna. Sittplats, skydd f¨ or v¨ ader och vind samt pedagogisk realtidsinformation eller text kr¨ avs f¨ or att g¨ ora linjen attraktiv och tillf¨ orlitlig s˚ a att den kan komma att anv¨ andas i vardagen.

Eker¨ olinjen

Denna linje g˚ ar mellan Tappstr¨ om p˚ a Eker¨ o och stadshuskajen via Gamla stan. Linjestr¨ ackningen

markeras med gult i Figur 16 och Figur 18. Rutten ¨ ar cirka 9 nautiska mil l˚ ang och hastighe-

ten begr¨ ansas till 12 knop f¨ or skepp och lokalt till 5 knop. Djupg˚ aendet f¨ or ett fartyg skulle

begr¨ ansas till 2 meter. Det finns ¨ aven vissa l¨ angd och breddbegr¨ ansningar, eftersom ett fartyg

skulle vara tvunget att v¨ anda i kanalen vid tappstr¨ om, som ¨ ar relativt smal. Det ska dock

p˚ apekas att fartyg med l¨ angd p˚ a upp till 30 meter har lyckats v¨ anda d¨ ar. Det medf¨ or dock att

det m˚ aste vara v¨ al man¨ ovrerbart SLL tanke h¨ ar ¨ ar att ett fartyg kommer uppr¨ atth˚ alla trafiken

och detta fartyg kommer vara i trafik 1150 timmar per ˚ ar.

Figur 18: Eker¨ olinjens str¨ ackning. Detaljerad karta ¨ over Riddarj¨ arden finns i Figur 16.

F¨ orbindelser

Vid Tappstr¨ om finns m¨ ojlighet att byta till buss f¨ or vidare resa ut p˚ a M¨ alar¨ oarna.

Vid Gamla Stan finns m¨ ojlighet att byta till tunnelbanans gr¨ ona och r¨ oda linje samt flertalet busslinjer.

Vid Stadshuskajen finns samma f¨ orbindelser som f¨ or Ridarfj¨ ardslinjen.

Restid fr˚ an Tappstr¨ om till Centralen ¨ ar 40 min med buss och tunnelbana.

Resonemang om rutten och dess sammanhang

En b˚ atlinje mellan Eker¨ o och Stockholms innerstad skulle avlasta busstrafik, tunnelbana och f¨ orhoppningsvis ¨ aven den ¨ ovriga biltrafiken. Att tro att en linje som denna med endast ett eller tv˚ a fartyg skulle kunna g¨ ora n˚ agon st¨ orre p˚ averkan p˚ a tr¨ angseln i biltrafiken i Stockholm skulle kunna ses som naivt. P˚ a l¨ angre tid, om systemet utvecklas kan det dock g¨ ora stor skillnad.

Resonemang kring krav p˚ a b˚ at

Denna rutt skiljer sig fr˚ an de andra linjerna i att den st¨ orsta delen av hela restiden g˚ ar ˚ at till att just resa. Detta medf¨ or att av- och p˚ astigning inte ¨ ar lika centralt. Detta till˚ ater en mer traditionell av- och p˚ astigning, vilket kan vara bra d˚ a utrymmet vid Tappstr¨ om ¨ ar begr¨ ansat, p˚ a grund av vattenst˚ and och/eller trafik.

F¨ or skepp ¨ ar hastighetsbegr¨ ansningen i M¨ alaren 12 knop, vilket g¨ or att restiden f¨ or denna resa ¨ ar cirka 45 minuter i den hastigheten. Eftersom detta ¨ ar fem minuter l¨ angre ¨ an ¨ ovriga kollektivtrafiken b¨ or detta vara marschfarten, om det inte g˚ ar att f˚ a dispens fr˚ an l¨ ansstyrelsen, i s˚ a fall b¨ or detta vara m˚ alet. Ett m˚ al b¨ or vara att s¨ oka dispens f¨ or h¨ ogre hastigheter och sikta p˚ a en marschfart p˚ a upp˚ at 20 knop.

H¨ ar ¨ ar sannolikt behovet av cyklar mycket mindre, eftersom m˚ anga beh¨ over resa l¨ angre

str¨ ackor till Tappstr¨ om f¨ or att ta b˚ aten. Ett f˚ atal cyklar b¨ or ¨ and˚ a g˚ a att ta med, och ¨ aven

barnvagnar. Eftersom str¨ ackan ¨ ar s˚ a pass l˚ ang b¨ or endast sittplatser anv¨ andas. N¨ ar restiden

sannolikt blir l¨ angre kan en m¨ ojlighet att locka passagerare vara att tillhandah˚ alla bord och

elektricitet vid varje sittplats, vilket ¨ okar dragningskraften till b˚ atpendling och avlastar d˚ a

befintliga busslinjer, alternativt lockar nya resen¨ arer. I och med att restiden ¨ ar s˚ a pass l˚ ang

b¨ or beakta m¨ ojligheten att k¨ ora tv˚ a stycken mindre fartyg som kan ge en h¨ ogre turt¨ athet. Med

bara ett fartyg kan turt¨ atheten bli max en g˚ ang varje en och en halv timme. Om en passagerare

f¨ orlitar sig p˚ a den turen och inte kommer med blir passageraren mycket f¨ orsenad, detta minskar

dragningskraften till pendelb˚ aten. Med ett extra fartyg minskar den potentiella f¨ orseningen och

¨ okar dragningskraften. Svall, stranderosion och buller som f¨ oljd av den nya linjestr¨ ackningen kan minskas om b˚ atarna g¨ ors mindre, allternativt s˚ a kan de g˚ a fortare med samma l˚ aga ˚ averkan.

B˚ aten b¨ or vara smalare ¨ an katamaranerna f¨ oreslagna ovan och d˚ a av enskrovstyp. Sannolikt skulle b˚ aten ¨ aven vara tvungen att vara kortare, f¨ or att kunna v¨ anda runt vid tappstr¨ om, som

¨ ar en f¨ orh˚ allandevis tr˚ ang kanal. Den b¨ or utformas s˚ a att utg˚ angen ¨ ar lika bred som utg˚ angarna p˚ a katamaranerna f¨ or att kunna dockas p˚ a samma s¨ att som dem. Har den flera utg˚ angar b¨ or dessa placeras p˚ a samma avst˚ and som katamaranerna. H¨ ar har f¨ orfattarna avvikit fr˚ an SLLs krav och tagit fram en inter¨ or som uppfyller kraven, dock endast om det ¨ ar tv˚ a fartyg som k¨ or. Detta f¨ or att ¨ oka turt¨ atheten vilket kommer g¨ ora linjen mer attraktiv f¨ or fler potentiella resen¨ arer.

F¨ or att kunna hantera av- och p˚ alastning vid Tappstr¨ om s˚ a b¨ or insteget ligga runt 1,5m.

Detta kan vara f¨ or h¨ ogt f¨ or hela b˚ aten om man vill uppfylla stabilitetskraven. Cyklar, barnvagnar och r¨ orelsehindrade m˚ aste fortfarande kunna anv¨ anda b˚ aten ¨ aven om interi¨ oren l¨ aggs p˚ a olika h¨ ojd.

Bryggresonemang

Tappstr¨ omskanalen ¨ ar smal med begr¨ ansat djupg˚ aende med en befintlig betong-tr¨ a-brygga.

Detta g¨ or det sv˚ art att placera ut ytterligare en brygga som d˚ a skulle begr¨ ansa framfarten f¨ or

¨ ovrig trafik. Ett allternativ ¨ ar att bygga om kajen men f¨ orfattarnas intentioner ¨ ar att begr¨ ansa

˚ averkan p˚ a befintlig infrastruktur. Kravet p˚ a hastig p˚ a- och avlastning ¨ ar inte lika stort d˚ a turen

¨

ar l¨ angre ¨ an tidigare n¨ amnda rutter och stoppen ¨ ar f¨ arre.

H˚ allplatsen vid Stadshuskajen ¨ ar delad med riddarfj¨ ardslinjen och det vore optimalt om samma brygga kan anv¨ andas f¨ or b˚ ada linjerna. Vid gamla stan bed¨ oms det som rimligt att l¨ agga till vid den befintliga kajen.

Bryggkoncept

En tanke med bryggkonceptet ¨ ar att det ska till˚ ata flexibilitet samtidigt som det uppfyller de

krav som fartygen st¨ aller p˚ a dem. Flexibiliteten har varit i ˚ atanke n¨ ar fartygen tagits fram och

tanken ¨ ar att samma brygga ska kunna anv¨ andas, mer eller mindre, f¨ or alla linjer. Det f¨ orsta som

d¨ ok upp r¨ orande flexibilitet var flytbryggor. Med flytbryggor beh¨ ovs inga st¨ orre ingrepp i den

befintliga kajen. Det ¨ ar ocks˚ a f¨ ordelaktigt att bryggorna kan byggas p˚ a en annan plats och sedan

bogseras till kajplatsen. Tanken ¨ ar ocks˚ a att r¨ orelsen hos bryggan relativt b˚ aten blir mindre

med flytbryggor. F¨ or att uppn˚ a en flexibilitet som g¨ or att samma brygga kan anv¨ andas p˚ a olika

rutter och f¨ or olika b˚ atar, m˚ aste gr¨ anssnittet mellan brygga och b˚ at se likadant ut. Resultatet

som f¨ orfattarna kommit fram till ¨ ar att alla fartyg ska anv¨ anda samma landg˚ angar, och dessa

kommer bli 2,5 meter breda och ansluta till fartygen p˚ a samma s¨ att. Landg˚ angarna hakar i

fartyget och h˚ aller dem p˚ a plats i horisontalplanet samtidigt som det ger fartyget m¨ ojlighet att

r¨ ora sig i vertikalled. Se Figur 19 nedan f¨ or detaljritning. Bryggan ¨ ar f¨ orsedd med fendrar eller

fj¨ adrade rullar s˚ a b˚ aten l¨ att kan man¨ ovreras in mellan bryggorna eller l¨ agga till s˚ a landg˚ angarna

automatiskt kan hakas i.

Figur 19: L˚ asanordning mellan landg˚ ang och b˚ at.

Bryggan i sig kommer vara 30 x 5 meter stor och kommer p˚ a de h˚ allplatser p˚ a Riddarfj¨ arden

ankras i par s˚ a att av och p˚ astigning sker p˚ a olika sidor och kan d˚ a bidra till snabbare stopp vid

land. Landg˚ angarna ¨ ar 3,5 meter l˚ anga och ¨ ar f¨ asta mitt p˚ a bryggan. Landstigning fr˚ an bryggan

sker med en l¨ angre landg˚ ang. L¨ angden p˚ a landg˚ angarna m˚ aste vara tillr¨ acklig s˚ a att lutningen

inte blir f¨ or brant [16]. Tanken som f¨ orfattarna har ¨ ar att biljettkontroll sker innan passagerare

kliver ombord p˚ a b˚ aten f¨ or att ytterligare snabba p˚ a av- och p˚ astigningen. Hur denna kontroll

ska ske anser f¨ orfattarna vara upp till landstinget eller SL att besluta om.