Een intrigerend zeilschip van de toekomst: Vindskip
Vindskip wordt onwikkeld voor een nog niet bij naam gemoemde auto producent, voor oceaan oversteken met zo’n 6.600 auto’s. Het is een bijzonder intrigerend ontwerp omdat de romp de vorm heeft van een ‘vleugel’. De romp zal door de luchtstroom langs zijn vorm lift genereren. In Vindskip’s windvoortstuwingssysteem worden verschillende drukniveaus gecreëerd, aangezien schijnbare wind langs de romp stroomt en een trekkracht in de vaarrichting van het schip genereert.
De intreehoek is de hoek tussen het vlak van kiel en stevens van het schip en de schijnbare wind. Vindskip kan een positieve lift genereren tussen de intreehoeken van 18-180 graden. Hierdoor kan het goed functioneren op lange oceaan oversteken, zoals Terje Lade, CEO van Vindskip uitlegt: “Er zijn enkele kleine optimums langs de intreehoek, en het beste is ongeveer 80-85 graden, maar het werkt heel goed van 40 tot 90 graden, en dat is eigenlijk het bereik waarbinnen je opereert als je op zee bent.”
Zeilen zijn asymmetrische vlakken maar Vindskip’s romp is een symmetrische vorm, waardoor het de schijnbare wind van zowel stuurboord als bakboord kan opvangen. Lade benadrukt dat het vermogen van het schip om tussen 18 en 180 graden aan weerszijden van het schip lift te creëren juist het onderscheid is van haar op zeilen gebaseerde voorgangers: “Het moet onder alle omstandigheden functioneren, want als je waardevolle goederen vervoert, moet je een hoge regelmaat garanderen.”
Een intreehoek van minder dan 18 graden Vindskip genereert geen trekkracht, maar de weerstand is marginaal, benadrukt Lade, zelfs bij een aanvalshoek van nul het schip nog steeds een zeer lage weerstand zal ervaren, waardoor het ook voordeel krijgt boven gewone car carriërs. “In feite is het zo laag dat de luchtweerstandscoëfficiënt ongeveer 0,15 is, als je dit vergelijkt met een auto waar de laagste luchtweerstandscoëfficiënt momenteel 0,24 is. Voor een gewoon schip is het veel hoger, ongeveer 0,6, en de curve die wordt weergegeven op de grafiek van Vindskip (Figuur 1) gaat niet eens zo hoog”, merkt hij op.
Een uitgebalanceerd schip
Een van Vindskips grote voordelen ten opzichte van standaard car carrier is een verwachte vermindering van de luchtweerstand van 75% en een geschatte vermindering van 60% in brandstof. Hoewel er geen twijfel over bestaat dat de vermindering van de weerstand die wordt bereikt door Vindskip’s windvoortstuwingssysteem bijdraagt aan deze cijfers, benadrukt Lade ook het belang van het hydrostatische onderwaterrompontwerp van het schip: “De onderwaterrompen van gewone schepen hebben een platte bodem. Dat betekent dat ze zich langs hun route voortbewegen als een slang op het water, en ze moeten het roer gebruiken om een bijna rechte lijn aan te houden. Door dit te doen, remmen ze het schip af en dat kost veel brandstof. Terwijl Vindskip op de Atlantische Oceaan kan opereren met een roerhoek van 0-2%.”
Lade zegt dat dit smalle roerbereik mogelijk is vanwege het onderwaterschip; het is ontworpen met een trimmer die stabiliteit biedt in plaats van een traditionele zware kiel die wordt gebruikt als tegenwicht op zeilschepen. Als gevolg hiervan heeft Vindskip slechts 400 ton ballastwater nodig om zijn 6.600 RT43-auto’s te vervoeren, in tegenstelling tot de 5.000 ton die nodig is voor een standaard car carrier met een capaciteit van 6.000. “Dit geeft het een groot voordeel met betrekking tot de weerstand door de zee, die wordt weerspiegeld in het brandstofverbruik met zijn veel lagere waterverplaatsing dan een referentieschip”, voegt hij eraan toe.
Constante snelheid behouden
Wanneer het schip op windvoortstuwing alleen niet in staat is de 14 knopen dienstsnelheid aan te houden (nodig om jaarlijks negen trans-Atlantische reizen te maken) levert een LNG-aangedreven motor het vermogen dat het schip nodig heeft om de gewenste snelheid aan te houden, automatisch aangepast met cruise control. Het systeem maakt het mengen van LNG en vloeibaar biogas (LBG), vloeibaar gemaakt Bio-methaan (LBM) of vloeibaar synthetisch methaan (LSM) mogelijk.