Drivkraft, miljö, del 2
Vad är fart?
I förra numret av BÅTLIV påvisade jag med hjälp av mitt SEF-diagram, att det behövs högst olika maskinstyrka för att förflytta skilda motordrivna ekipage med viss fart. Följaktligen också högst olika bränsleförbrukning (SEF = Specifik EnergiFörbrukning) liksom påverkan på vår miljö. I SEF-sammanställningen har hänsyn redan tagits till båtarnas olika vikt, så någon enkel förklaring att den högre bränsleförbrukningen enbart beror på att den ena båten är tyngre än den andra finns inte. Vidare baseras diagrammets värden på installerad motor och bästa fart under ideala förhållanden. Det innebär att båtbotten är ren, motorn i trim och propellern av rätt dimension och oskadad.
Viss förbättring
För vissa båtar har en viss förbättring kunnat uppnås genom installation av trimplan eller bottenlister. Förbättringen har gett något högre maxfart. Uträknad punkt i SEF-diagrammet för båten i fråga flyttar sig då till höger och neråt. Båten flyttas alltså längre från "sämsta båt-" i riktning mot "bästa båt-" området. Förändringen beror givetvis på att trimplanen respektive listerna har förbättrat en förut mindre lämplig form på båtskrovet.
Lämplig skrovform
En skrovform, som medger bibehållen fart vid samma båtvikt och med samma utrymmen som en annan båt men med bara en tredjedel av motorstyrkan och dito bränsleförbrukning, kan ju verkligen anses vara lämplig och eftersträvansvärd. Att det är möjligt framgår av SEF-diagrammet. En viktig faktor i sammanhanget är valet av fartområde.
Energi i båtens svallvågor.
En viss fart (i knop), som är rätt för en typ av båt, kan visa sig vara helt fel för en annan. I första hand hänger det ihop med vågbildningen kring skrovet. Att skapa vågor kräver energi, och energiåtgången yttrar sig som en bromsande kraft på båten. En annan bromskraft uppstår genom friktionen mellan skrov och vatten, en tredje genom att det bildas virvlar i vattnet från en nedstickande akterspegel, skarpa kanter, roder, propelleraxel och axelbärare.
Vågmotståndet störst
Av dessa tre bromskrafter är det framförallt vågmotståndet, som skiljer mellan olika båtar. För den enskilda båten är dessutom vågmotståndet flera gånger större än summan av friktions- och virvelmotstånden i det fartområde som markerats med "kritiskt" i bifogade diagram. Området betraktades länge - beroende på tidigare tillgänglig teknik - som en oöverstiglig "vattenvall".
Fart är något relativt
En fritidsbåt under framfart ger upphov till tre fristående vågsystem kring skrovet. Vågorna ökar i längd vid ökande fart. De blir störst och följaktligen mest energikrävande från och med den fart där våglängden är lika med båtens vattenlinjelängd, ofta kallad "skrovfarten". Det beror på att de tre vågsystemens olyckligtvis förstärker varandra inom detta område. Företeelsen kallas ogynnsam interferens och medför ökat vågmotstånd. Vid lägre farter släcker i stället de tre vågsystemen delvis ut varandra, och man får en gynnsam interferens med viss energiåtervinning. Sambandet mellan fart och våg-/vattenlinjelängd visas i diagrammet.
Planingsfart
Ett annat allmänt brukat begrepp är den s k planingsfarten. Någon sådan fart går tyvärr inte att entydigt definiera. Men vid den fart där våglängden är ungefär fyra gånger båtens vattenlinjelängd, blir vågmotståndet inte längre lika dominerande, eftersom interferensen har blivit mindre ogynnsam. I diagrammet motsvaras denna fart av den högra gränsen av det "kritiska" området. Oftast bärs båten i detta övre - "transkritiska" - område till stor eller övervägande del av det av farten skapade, uppåtriktade trycket mot båtbottnen. Eller i dagligt tal, planar. Vågbilden kring en väl planande båt är också annorlunda och väsentligt mindre, än när båten är på väg att "klättra" över vattenvallen. Uttagen motoreffekt minskar också för en välkonstruerad båt, sedan väl vattenvallen passerats. I SEF-diagrammet utfaller det kritiska fartområdet ungefär mellan värdena 0,9 - 1,8 fär Fz.
Vågsystemens utseende
I ett kommande nummer avser jag att i ord och bild beskriva hur vågorna kan se ut vid olika skrovform och olika fartområden. Som ovan nämnts, ger ett vanligt båtskrov upphov till tre fristående, interfererande vågsystem, medan större fartyg med bulb och lådlik midskeppsdel har upp till sex skilda vågsystem! För att få rätt interferens kan det löna sig att bygga vissa fartyg med en lokal förtjockning i fören (bulb = tulpanlök på engelska). Tills vidare nöjer jag mig med att konstatera den negativa verkan av vågmotståndet, och hur denna verkan kan minskas eller undvikas.
Val av fart på båten
Av ovanstående framgår direkt, att det är viktigt att välja rätt båt och rätt fartområde. Några exempel kan vara lämpliga att studera för att förklara begreppen.
A/. Säg att man nöjer sig med att färdas med 6 knop och vill ha en inredd, rymlig och starkt byggd båt, kanske en segelbåt med hjälpmotor eller en snipa med lite runda former. Av diagrammet framgår att båten inte får vara kortare än 6 meter i vattnet om man ska undvika att hamna i "uppförsbacken" i det kritiska fartområdet. Har man tänkt sig att båten ska gå överkritiskt redan vid 6 knop, får den inte vara längre än ca 2 meter i vattnet.
Om å andra sidan en 6-metersbåt ska kunna pressas förbi det kritiska området, så måste den upp i hela 12 knop.
Ett högre fartområde
B/. Säg i stället att man vill komma fram litet fortare, kanske med 13 knop. För att inte hamna i det kritiska området, måste båten vara minst 28,5 meter i vattnet. En ganska ovanlig fritidsbåt....
C/. Alternativet är en båt som inte har längre vattenlinje än 7.1 meter. En så kort båt kan givetvis aldrig bli särskilt inventiös. Vill man ha en snabb och samtidigt rymlig, inredd båt för en familj, måste den kanske vara ca 9 meter lång i vattnet. Lägsta, transkritiska fart blir då ca 15 knop, gärna något mer.
Olämplig fartgräns
Ovan anförda exempel visar att den i bullerutredningen ansatta fartgränsen om högst 18 knop saknar verklighetsanknytning. I stället måste gränserna sättas så att det kritiska mellanfartområdet undvikes. För våra vanligaste fritidsbåtstorlekar alltså högst 7 knop eller lägst 15 knop.
Med bränslesnåla hälsningar
Lars-Olof Norlin