Säkerhet hos Bärplansfartyg - Hydrodynamiska och strukturella överväganden

Forskningsprojekt, 2026 – 2030

Hydrofoilfartyg, kända för att drastiskt minskat motståndet i snabba fartyg, gör en comeback tack vare framsteg inom material, sensorer, digitalisering och styrsystem. Efter att ha övergivits på 1980talet på grund av säkerhets- och underhållsproblem, väcker hydrofoiler nu förnyat intresse inom segling samt elektrisk sjötransport. De kan minska energiförbrukningen med upp till 80 % och stödja miljömål som FN:s klimatmål, samtidigt som de erbjuder minskat buller, minimal vågpåverkan och ökad passagerarkomfort. Sverige ligger i framkant när det gäller att utveckla nästa generation av elektriska hydrofoilfartyg. Trots det växande intresset har dock relativt lite forskning fokuserat på säkerhetsaspekter, särskilt inom hydrodynamiska och strukturella frågor. Det nuvarande forskningsprojektet syftar till att ta itu med dessa säkerhetsutmaningar, främja utvecklingen av säkrare och mer effektiva elektriska bärplansfartyg och påskynda övergången från fossildrivna marina framdrivningssystem. För att förstå de operativa och strukturella begränsningarna hos hydrofoilfartyg måste både skrov och hydrofoiler analyseras under realistiska förhållanden för att identifiera risker relaterade till hydrodynamik och strukturell integritet. Centrala utmaningar inkluderar hydrofoilstall och ventilation, som kan leda till plötslig lyftförlust och orsaka högfartskrascher. Hydrofoilfartyg opererar i komplexa hydrodynamiska miljöer, där de måste hantera högfartskörning, turbulent flöde, kavitation, vågor och effekter av grunt vatten. Dessa faktorer, tillsammans med vingarnas och skrovets strukturella beteende, försvårar analysen. Effektiva styrsystem är avgörande för säkerheten, eftersom de optimerar prestandan hos hydrofoiler och styrytor (t.ex. stabilisatorer, flaps) under olika förhållanden för att förbättra det operativa området och den dynamiska stabiliteten. Korrekt skrovdesign är också viktig för att minska slaghållskrafter när lyftet förloras, då dessa stötar kan orsaka strukturella skador och passagerarskador. Det aktuella projektet föreslår användning av avancerade tekniker för Computational Fluid Dynamics (CFD) och Finite Element Method (FEM), som valideras genom experimentella tester, för att effektivt utforska ett brett spektrum av scenarier. Testning vid SSPA - RISE Maritime Center, tillsammans med en specialiserad hydrofoiltestbänk som utvecklas av SSPA och Chalmers (i ett pågående projekt finansierat av Lighthouse/Trafikverket), kommer att ge väsentliga data för att validera simuleringarna.