Szybki lot ponad falami…

Vessev, nowozelandzka firma, zajmująca się rozwojem elektrycznych jednostek pływających, pomyślnie zakończyła wstępną fazę testów swojej szybkiej łodzi VS-9, prezentując jej wyjątkowe zdolności morskie przy silnym wietrze i wysokiej fali.

W konstrukcji VS-9, zwodowanej 10 maja br., wykorzystano modną ostatnio na świecie technologię hydroskrzydeł (hydrofoils), pozwalającą jednostce pływającej po osiągnięciu odpowiedniej prędkości unosić się nad wodą, co minimalizuje opór hydrodynamiczny i obniża zużycie energii przez napęd. Dzięki temu, w przeciwieństwie do tradycyjnej jednostki pływającej, może ona płynąć (a raczej lecieć) nawet w trudnych warunkach morskich.

Sam pomysł na minimalizowanie oporu wody na kadłubie poruszającego się statku nie jest nowy. Podobne rozwiązanie zastosowano już pod koniec lat 60. przy budowie znanych z Zatoki Gdańskiej wodolotów, wyposażonych w płaty nośne pod kadłubem, które wynurzały go z wody (unosiły do góry) w trakcie nabierania prędkości statku (konstruktorem wodolotu Zryw-1 z 1966 roku był prof. Lech Kobyliński z Politechniki Gdańskiej).

VS-9 i inne podobne „wynalazki” wykorzystują natomiast nowinkę techniczną, znaną ze świata jachtingu, spopularyzowaną przez towarzyszący regatom Pucharu Ameryki, żeglarski „wyścig zbrojeń”. Doprowadził on do dużych zmian, szczególnie w tradycyjnej formule windsurfingu, w której żeglarz płynął dotąd po wodzie na desce wyposażonej w ogromny żagiel.

Dynamiczny rozwój pojedynczych hydrofoils, montowanych pod deską surfera, pozwala mu unosić się nad wodą i wykorzystywać słabsze wiatry, osiągając przy tym prędkość nawet do 50 km na godzinę. Formuła Windsurfing Foil, to jedne z najszybszych obecnie regatowych jednostek na świecie.

Nic dziwnego, że coraz więcej ludzi próbuje skomercjalizować ten pomysł, opracowując lekkie jednostki pływające o napędzie elektrycznym, wykorzystujące działanie hydroskrzydeł do wytworzenia pod kadłubem siły nośnej.

Jednym z takich rozwiązań jest właśnie jednostka VS-9, zaprojektowana i zbudowana przez Vessev (dawniej Seachange) przy użyciu laminatów z włókna węglowego, we współpracy z zespołem inżynierów i ekspertów z Fullers360 ds. dekarbonizacji NetZero Maritime. Vessev założyli Max Olson z Auckland i Eric Laakmann z Seattle.

System ten składa się z elementów pionowych (mieczy), przymocowanych z jednej strony od spodu kadłuba katamaranu, a z drugiej połączonych (hydro)skrzydłem, zamontowanym poziomo, analogicznie jak w samolocie, prostopadle do kierunku ruchu i wyposażonym w ruchome klapy (a raczej lotki), regulujące pochyleniem płata. W czasie żeglugi dwa hydroskrzydła znajdują się pod wodą. Główne jest zamontowane w rejonie dziobu jednostki, a drugie na rufie (bez ruchomych klap) – zespolone ze śrubą napędową, stabilizujące jej pracę i poprawiające sterowność.

Układ awioniki za pomocą zestawu czujników automatycznie steruje wychyleniem klap, dostosowując pracę skrzydeł do panujących warunków, takich jak ciężar jednostki z ładunkiem, siła i kierunek wiatru oraz prądu morskiego, wysokość fali itd., cały czas utrzymując ją w stabilnej pozycji. Przepustnica i koło sterowe kontrolują tylne hydroskrzydło, podobnie jak w przypadku sterowania silnikiem zaburtowym.

System fly-by-wire (elektroniczny układ stateczności i sterowania) pozwala na precyzyjne dostrojenie różnych trybów pracy – z unoszeniem kadłuba lub bez. Hydroskrzydła są chowane w kadłubie lub wypuszczane w zależności od głębokości akwenu, prędkości płynięcia i trybu pracy (żegluga lub holowanie).

VS-9 zbudowano w Oram's Boat Yard w West Haven Marina w Auckland, gdzie spłynął na wodę 10 maja br. Testowanie przeprowadzono od 13 maja br. W ramach wstępnej kampanii walidacyjnej przeprowadzono łącznie 24 próby.

- W ciągu niecałych dwóch tygodni od pierwszego spłynięcia na wodę VS-9 spełniła wszystkie oczekiwania, a nawet więcej, osiągając 25 - w porywach nawet do 35 węzłów, płynąc ponad falami o średniej wysokości od 0,75 m do jednego metra w niektórych momentach - powiedział Eric Laakmann, dyrektor generalny Vessev.

VS-9 startuje, osiągając prędkość 18-19 węzłów, płynnie przechodząc z trybu częściowego wspomagania hydroskrzydłem do pełnego unosu kadłuba, rozwijając optymalnie 22-25 węzłów, przy czym systemy stabilizujące pracę hydroskrzydeł zaczynają działać już przy prędkości 12 węzłów, aktywnie redukując kołysanie i przechyły wzdłużne oraz poprzeczne jednostki, nawet gdy nie porusza się ona jeszcze w całości nad wodą.

Jednostka zaliczyła wszystkie etapy testów - manewrowanie z małą prędkością, zakręty z dużą prędkością, jazda przy pełnej mocy silnika i nie tylko. Jak relacjonował Max Olson, o tym, że VS-9 już „leci” zorientował się dopiero po entuzjastycznych okrzykach zespołu na towarzyszącej motorówce, przepływając obok niej, ponieważ przejście testowanej jednostki do trybu poruszania się nad wodą było praktycznie nieodczuwalne.

Podczas, gdy VS-9 nie miała żadnych problemów z płynięciem przy tym stanie morza, towarzysząca jej konwencjonalna, 9-metrowa łódź „pościgowa” z trudem przebijała się przez fale. Co więcej, VS-9 zużywa nawet o 95 proc. mniej energii pokonując dystans do 50 mil morskich przy prędkości 25 węzłów.

- Dla porównania, VS-9 przechodziła próby razem z napędzaną benzyną motorówką pościgową, która wykonywała te same manewry i pokonała ten sam dystans. Pod koniec każdego dnia testów koszt paliwa zużytego przez konwencjonalną łódź był 25 razy wyższy, niż koszt energii elektrycznej, wykorzystywanej do ładowania VS-9 - wyjaśnia Laakmann.

- Używamy technik, które wykorzystywały zwycięskie zespoły regat America's Cup, takich jak precyzyjne klapy, zmieniające kształt skrzydła pod wodą, aby zoptymalizować kąt natarcia. Klapy mogą poruszać się bardzo szybko – od jednego skrajnego położenia do drugiego w mniej niż pół sekundy. Dzięki nim VS-9 może błyskawicznie reagować na fale i utrzymywać bardzo stabilną pozycję. Wszyscy jesteśmy pod ogromnym wrażeniem – ekscytuje się Max Olson, założyciel i dyrektor techniczny w Vessev.

Firma zapowiedziała, że jej jednostki będą wykorzystywane na rynku usług komercyjnych w sektorze prywatnego transportu wodnego klasy premium, uzupełniając istniejące floty promowe. Pierwszy VS-9 ma otrzymać certyfikat Maritime New Zealand (tamtejsza administracja morska, odpowiedzialna m.in. za bezpieczeństwo żeglugi) w tym roku, a następnie wejść do komercyjnej eksploatacji u największego operatora promowego w Nowej Zelandii, Fullers360.

- Chcemy, aby jednostki pływające we flocie Fullers360 były w 100 procentach elektryczne lub napędzane wodorem do 2040 roku i technika hydroskrzydeł jest dla nas częścią tej wizji. Utworzenie NetZero Maritime umożliwiło nam powołanie zespołu do realizacji projektów o zerowej emisji, a VS-9 jest pierwszą w pełni elektryczną jednostką pasażerską w Auckland – zauważa Mike Horne, dyrektor generalny Fullers360.

Mierzący niespełna dziewięć metrów długości VS-9 może przewozić do 10 pasażerów z prędkością 25 węzłów, mając zasięg maksymalnie do 57 mil morskich (92,6 km). Baterie napędu elektrycznego mogą być ładowane zarówno prądem zmiennym jak i stałym w zakresie od 22 kW (AC) do 100 kW (DC), w zależności od gniazd, dostępnych w marinach.

We wstępnych testach skupiono się na ocenie podstawowej funkcjonalności VS-9 przed ostatecznym dobudowaniem kabiny i wyposażeniem wnętrz jednostki, co ma nastąpić jeszcze w lipcu, przed ponownym jej uruchomieniem w sierpniu.

- Oczekujemy, że dzięki zwiększonym możliwościom tych nowych jednostek, na akwenach wodnych na całym świecie pojawią się zupełnie nowe usługi morskie, zapewnione przez mniejsze, bardziej zwinne i energooszczędne statki, przewożące szybko pasażerów z jednego punktu do drugiego, obok tradycyjnych flot promowych. Statki te zmienią sposób, w jaki korzystamy z naszych wód - stwierdził Eric Laakmann.

Zachęcona powodzeniem testów firma nie powiedziała jeszcze ostatniego słowa. Projekt VS-9 jest skalowalny i Vessev pracuje nad większą jednostką VS-18, do transportu 100 pasażerów.

- W naszym lokalnym regionie Nowej Zelandii mamy trasy promowe, na których rejsy są często odwoływane z powodu złej pogody, ze względu na silny wiatr i wysokie fale. Nasza platforma VS-18, zaprojektowana dla większej liczby pasażerów może być rozwiązaniem, unosząc się ponad falami i zapewniając bezpieczną żeglugę – podkreśla Laakman.

To jednak nie wszystko.

- Od początku projektowaliśmy VS-9 jako produkt komercyjny, przeznaczony do najbardziej wymagających zastosowań morskich. Jednak oprócz klientów komercyjnych, widzieliśmy ogromne zainteresowanie także ze strony rynku rekreacyjnego, poczynając od prywatnych żeglarzy, po właścicieli superjachtów, którzy chcieliby dodać tę jednostkę do swojej floty. Przewiduję, że raczej wcześniej niż później, przedstawimy kilka różnych wariantów VS-9 - dodaje Laakmann.

Charakterystyka jednostki VS-9