Navel architecture.

Abstract:   ABSTRACT Sjöfarten består av rederier med fartyg. Fartygen är ofta specialanpassade utefter vad de skall transportera t.ex. oljetankers och biltransportfartyg. Stora delar av branschen är väldigt styrd av konjunkturen och speciellt trampsjöfarten som ofta består av enkelresor med främst olja. Linjesjöfarten som går med t.ex. containrar är mindre känslig. I propellermodeleringen beskrivs det hur det kan gå till att beräkna egenskaperna på en propeller. I Fartygsprojekteringen tas ett fartyg fram som klarar att transportera 12000 containrar (TEU) mellan Rotterdam och Singapore, tur och retur på 40 dagar. Medelvikten på containrarna uppskattas till 14 ton och totalvikten blir 168000 ton. Om medelvikten för containrarna är lägre kan fartyget ta fler containrar (upp till 17000) men ej tyngre än den tidigare totalvikten om fartygets egenskaper ska vara bevarade. För att bära denna vikt konstrueras ett containerfartyg som har ett deplacement på 230000 ton och en lättvikt på 55500 ton. Fartyget är 401 meter långt, 57 meter brett och har ett djupgående, fullastat, på 15,5 meter. Med antagandet att lastning och lossning tar 4 dagar behöver fartyget ha en hastighet på 23 knop för att klara tidsbegränsningen. Motorstyrkan som krävs för att framföra fartyget i denna hastighet är 56696 kW, den motor som har valts är en lågvarvig MAN B&W K98ME7 med ett varvtal på 90-97 varv/min. Fartygsstabiliteten beräknas till mycket god och långt över IMO:s krav. Propellern har en diameter på 9.4 meter, ett stigningsförhållande på 1.2 och bladareaförhållande på 0.42, detta ger en verkningsgrad på 0.60. Propellerns verkningsgrad går att höjas något men då krävs ett högre varvtal så propellern har anpassats för att vara så bra som möjligt vid de angivna motorvarvtalen. En anayls av möjligheterna att segla snabbare än vinden med vinden rakt bakifrån utförs. Resultatet blir att en landfarkost med propeller som drivs av hjulen land kan klara detta. Det är viktigt att tänka på att definitionen av segling är att förflyttning sker med hjälp av energin från vinden och inte att det krävs ett fartyg med segel. Detta fungerar tack vare att hjulets kraft och hastighet mot vägbanan utveklar en effekt. Hjulets hastighet jämfört med marken är större än propellerns hastighet jämfört med luften. Detta medför att propellern kan ge en större kraft än hjulet utan att behöva en större effekt vilket gör att farkosten kan segla snabbare än vinden. I praktiken kommer en större effekt utvecklas vid hjulen än vid propellern då en del av effekten går förlorad i friktion etc. För att detta skall fungera krävs en hastighetsskillnad mellan mark och luft. Ett experiment utförs där ett försök att tydligt visa hur detta fungerar i verkligenheten utförs men misslyckas. Anledningen till misslyckandet var att komponenterna som fanns tillgängliga inte var optimerade för detta ändamål och friktionen blev för stor samtidigt som kraftöverföringen hade för dålig verkningsgrad.