[flowy_not_logged_in]
[flowy_login_link]Redan prenumerant? Logga in här[/flowy_login_link]
[/flowy_not_logged_in]

[flowy_non_subscriber]

Denna artikel publicerades ursprungligen i Svensk Sjöfarts Tidning 19-20/1996.

Marknaden vill ha snabba färjor och resenärerna är beredda att betala litet extra för tidsvinsten. Dessa erfarenheter har Stena Line från trafiken med Sea Lynx-katamaranerna över Irländska sjön. Mot denna bakgrund verkar det ganska klart att den större och mycket mer komfortabla Stena Explorer av typen HSS 1500 kommer att bli framgångsrik.

HSS-projektet hör till de mest ambitiösa inom färjetrafiken någonsin. På senhösten 1989 lär Dan Sten Olsson ha ställt frågan: ”Snabba färjor, är det något för Stena?”. Detta var upptakten till HSS (High Speed Service)-projektet.

Semi-SWATH

Det gällde att finna en teknisk lösning där hög fart, stor lastkapacitet samt goda sjögående egenskaper kunde kombineras. Redan 1990 påbörjades projektets förstudier.

Många alternativa modeller – både enskrovs- och flerskrovsfartyg testades vid SSPA i Göteborg. Det Norske Veritas utförde hållfasthetsberäkningar.
År 1992 fanns tillräckligt med underlag för att bestämma sig för en viss typ av skrov. Konstruktörerna fastnade för en så kallad ”semi-SWATH” (Small Waterplane Area Twin Hull) skrovform.

Skeppsbyggarens eviga problem är den vikt som samlas i allt det fartygsstål som måste byggas in för att erhålla en tillräckligt stark konstruktion. Om HSS 1500 skulle ha byggts i stål av minsta möjliga dimensioner skulle skrovets massa ha blivit den dubbla. Detta var helt oacceptabelt med tanke på den lastkapacitet som krävdes.

Komposit

Aluminium var därför ett naturligt val som byggmaterial. För att bättre utnyttja alla de möjligheter som materialet erbjuder utvecklades helt nya konstruktionsidéer. Förutom aluminium har i stor utsträckning utnyttjats fiberarmerade kompositmaterial, vilka reducerar vikten med ytterligare 50 procent. Andelen av kompositmaterial kommer att vara ännu större på följande fartyg i serien.

På Stena Explorer har exempelvis hela frontskottet tillverkats av ett kompositmaterial där kärnan består av aluminium ”honeycomb” – en konstruktion som påminner om bikupornas vaxkaka – omgiven av epoxyförstärkt glasfiber. Materialet har en massa på endast 16 kg per kvadratmeter. Efter att tre varv i slutskedet var med och tävlade om ordern blev det Finnyards offert som segrade. Kontrakt tecknades i juli 1993 på två färjor. I maj 1994 beställde Stena Line ytterligare en färja av samma typ.

Den tekniskt avancerade och helt unika konstruktionen medförde att den ursprungliga leveranstidtabellen måste ruckas under arbetets gång. Bearbetning av aluminium kräver avancerad utrustning och specialutbildad personal. Varvet har under hela byggtiden haft problem med att rekrytera tillräckligt stort antal utbildade aluminiumsvetsare.

Finnyards har investerat mycket i utrustning för serieproduktion av stora aluminiumsektioner. Svetsningen kräver dragfria förhållanden med konstant temperatur. En helt ny hall har uppförts och en äldre byggnad har byggts om för detta ändamål. Skroven har därmed kunnat byggas inomhus.
När den första enheten av typen HSS 1500, Stena Explorer, nu efter många om och men kommit i trafik mellan Holyhead och Dun Laoghaire är omdömena synnerligen positiva. Fartyget har till och med överträffat de högt ställda förväntningarna. Och passagerarna har tagit väl emot henne.

Patenterad skrovform

Det mest unika inom HSS-konceptet finns i skrovformen. Linjerna är utformade så att fartyget även i grov sjö kan erbjuda relativt god komfort för passagerarna. Både skrovformen som helhet och vissa detaljer har patenterats. Överbyggnaden vilar på två 10 meter breda skrov. Förut är skrovets SWATH-egenskaper tydliga med liten yta vid vattenlinjen. Akterut smalnar skroven av endast obetydligt vid vattenlinjen för att ge större bärkraft.
Vartdera skrovet har under vattenytan en utskjutande bulb i fören. Akterut har fartyget patenterade dämpningsfenor som en integrerad del i skrovet. Dessa skrovegenskaper dämpar effektivt färjans rörelser i grov sjö.

Fenorna är byggda i komposit med PVC-kärna och epoxyplast utanpå. Dessa slingerkölsliknande konstruktioner är 40 meter långa och 1,2 meter breda och pekar nedåt i ca 45 graders vinkel. Fenorna är monterade på bägge sidor av vardera pontonen.

Konstruktörerna var inriktade på att i första hand reducera två rörelser som upplevs som speciellt obehagliga av passagerare – ”pitch” och ”heave”. Pitch, d.v.s. fartgets rörelser i långskeppsriktning när fören går upp och aktern ned eller vice versa, motverkas genom ett bärigt akterskepp och skarpt vinklat förskepp. Punkten för rörelsernas centrum har förskjutits mycket längre föröver än på konventionella fartyg, vilket i praktiken innebär att aktern rör sig upp och ned i stället för fören. Totalt ger detta mindre vertikala rörelser och bekvämare gång.

De mest attraktiva utrymmena ombord med utsikt föröver har därför kunnat utnyttjas för restauranger. Om rörelsemönstret skulle vara det samma som för tidigare typer av högfartsfärjor skulle det inte ha varit möjligt.

Den rörelse som uppstår när fartyget åker upp och ned i grov sjö kallas på internationellt sjöfartsspråk ”heave”. De konkava formerna i fartygets skrov minskar vågornas vertikala lyftkraft på skrovet. Eftersom skrovens area vid vattenlinjen är relativt liten finns den huvudsakliga bärkraften i pontonerna flera meter under vattenytan, där vågornas påverkan är betydligt mindre. Rullning i sidvind uppges inte vara något större problem på HSS 1500, eftersom farkosten är 40 meter bred.

Även överbyggnadens konstruktionsprincip är ny. En fackverkskonstruktion binder samman fartygets undre och övre delar i höjd med passagerardäck för att göra konstruktionen tillräckligt styv trots stora fönsterytor. Fönstren på sidorna är 2,5 meter höga och upp till 30 meter långa.

Last på bildäck

Nytt inom sektorn för snabba färjor är förmågan att lasta ett större antal tunga fordon. Lastkapaciteten på HSS 1500 är jämförbar med en konventionell, medelstor bil- och passagerarfärja. En färja av typen HSS 1500 hinner dock göra dubbelt så många turer som en konventionell färja, men kostar inte två gånger mer. Den totala investeringen för en HSS 1500 inklusive linkspan är ca 900 miljoner kronor.

Lastkapaciteten för HSS 1500 är 1.500 ton. Det egentliga bildäcket är i sin helhet dimensionerat för att lasta tunga fordon. Därtill finns ett plattformsdäck för personbilar. För last har Stena Explorer 885 filmeter, vilket motsvarar 50 långtradare med 15 meters längd. De tre yttersta filerna på vardera sidan har en fri höjd på 4,5 meter. Dessa 565 filmeter erbjuder möjlighet till U-sväng förut på det breda bildäcket och löper följdaktligen runt fartyget.

I mitten av bildäcket finns därtill fyra filer med sammanlagt 320 filmeter med höjden 4,3 meter. Övanför mittsektionens fyra filer finns ett plattformdäck med 2,0 meters fri höjd för ca 100 personbilar. Bilarna kör upp via en fast ramp akterut vid fartygets centerlinje. Om enbart personbilar lastas på de båda däcken är kapaciteten ca 375 bilar.

Automatisk förtöjning

Hamntiderna är korta – med nuvarande tidtabell har 30 minuter reserverats för lastning och lossning – och allting måste löpa friktionsfritt. Lossning eller lastning sker genom tre portar samtidigt. Portarna till de yttre filerna har en fri öppning som är 4,5 meter bred och 5 meter hög. De två mittersta portarna är något mindre med 4 meters bredd och 4,6 meters höjd.

HSS lägger till med aktern före. Förtöjning sker automatiskt. Efter kontakt med linkspannets fendrar kopplas fästanordningar vid varje sida i aktern ihop med linkspannet och fartyget dras i rätt läge. Manövern utförs utan direkt synkontakt med kajen. Befälhavaren utnyttjar i stället extremt exakt positionsbestämning med en meters precision, TV-kameror samt en radar akterut. Manövrering underlättas av bogpropellrar i vardera skrovet.

Linkspannet är konstruerat för att fungera oberoende av tidvattennivå. Variationen mellan ebb och flod kan vara ända upp till 6,6 meter i Holyhead. Den del som fartyget förtöjer i har en flytkropp som håller landgångar och ramper på rätt nivå i förhållande till havsytan. En slutlig justering sker med hydraulanordning som i normala fall kontrolleras från fartyget.

I linkspannet ingår snabbkopplingar för att ansluta ledningar för bunkerolja, färskvatten och avfallsvatten. En traverskran på väderdäck garanterar snabb proviantering. Fulla containers tas in och tomma lossas genom två luckor i väderdäck. Den aktra luckan leder till ett serviceutrymme i anslutning till taxfree-butiken. Genom den förliga luckan kan proviantcontainers placeras direkt i anslutning till fartygets kök.

Jumbo och JAS

Marschfarten för HSS 1500 är 40 knop. För att spara vikt och ändå erhålla tillräcklig effekt har ett kompakt gasturbinmaskineri installerats.
De sammanlagt fyra gasturbinerna är parvis kopplade i tandem enligt far-och-son princip med reduktionsväxel mellan de båda enheterna. I vartdera skrovet finns en större och en mindre gasturbin.

Gasturbinerna är av General Electrics fabrikat. Den större är utvecklad från samma motor som används i trafikplanet Boeing 747 ”Jumbojet”. Den mindre är en marin anpassning av samma motor som bl.a. installeras i flygvapnets nya jakt,- attack och spaningsplan Saab Gripen. Den större turbinen bär typbeteckningen LM 2500 och utvecklar 20,5 MW eller ca 30.000 hk vid 3.600 varv. Den mindre typen LM 1600 utvecklar 13,5 MW (ca 20.000 hk) vid 6.500 varv. I stället för flygfotogen bränner de marint anpassade turbinerna lätt, lågsvavlig dieselolja.

De heta avgaserna från gasturbinerna omvandlas till mekanisk energi i en kraftturbin, som i sin tur är kopplad till reduktionsväxel i flera steg.
Gasturbinerna är inkapslade i brandsäkra och ljudisolerade containers. Dessa så kallade turbinmoduler har tillverkats av Kværner Energy.
Far-och-son arrangemanget ger större flexibilitet att operera maskineriet optimalt. De individuella turbinerna kan köras på ett varvtal nära det maximala – och samtidigt det mest effektiva och ekonomiska – under de flesta olika förhållanden.

Med alla fyra turbiner i bruk uppnås marschfarten 40 knop med 90 procent MCR (maximum continuous rating). Vid ett något lägre fartbehov klarar enbart de större turbinerna av en fart på 32 knop vid 85 procent MCR. Enbart de mindre turbinerna presterar 25 knop vid 85 procent MCR.

Vattenjetaggregaten har levererats av KaMeWa. Fartyget har fyra aggregat, vartdera dimensionerat för 16,8 MW effektuttag. Turbinernas varvtal reduceras till 452 per minut innan de kopplas till vattenjetaggregatens drivaxlar. Aggregatens styrdon kan svängas 30 grader åt styrbord eller babord.

Automatik

Nästan allt som har med framdriften av HSS 1500 baserar sig på automatik. Hela maskineriet och alla därtill hörande funktioner övervakas och manövreras från en arbetsstation på bryggan som vanligtvis bemannas av maskinchefen. Vaktmän gör regelbundna ronder till maskinrummen. Visuell övervakning sker också med hjälp av 57 övervakningskameror.

Det integrerade automationssystemet kommer från Lyngsø Marine. Som utgångspunkt har använts Valmet Automations andra generation av multifunktionella processystem som benämnes Damatic XD.

Den kompakta och ergonomiska integrerade brygginstallationen har tagits fram av Kværner Ships Equipment. I cockpiten finns plats för två navigatörer: befälhavare och copilot. Under dåliga siktförhållanden bemannas bryggan av ett tredje nautiskt befäl. Den totala avsaknaden av bryggvingar har kompenserats med ett antal övervakningskameror.

Till sin utformning påminner manöverplatsen om de som installerats i bl.a. skandinaviska färjor. I den ingår bl.a. två multifunktionella Kværner ECDIS (electronic chart display information system) arbetsstationer, tre Kelvin Hughes Nucleus 6000-radaranläggningar med två bildskärmar och Kværner Navigators Information System arbetsstationer.

Positionsbestämning sker med hjälp av differential GPS. Data från GPS och radar kan överföras till de elektroniska sjökorten. Den normala exaktheten för differential GPS på ca 10 meter har i hamnarna förbättrats till ca 1 meter. Fartygets rörelser i sex olika riktningar mäts kontinuerligt och kan bl.a. utnyttjas för att simulera fartygets kommade position. All information om fartygets rörelser, vind och strömförhållanden kan presenteras grafiskt på bildskärm.

Säkerhetssystem

Bildäcket på HSS 1500 ligger 8 meter över vattenytan, varför en situation med vatten på bildäck inte är speciellt sannolik. Fartyget har inte heller portar i fören eller sidorna. Däremot har många säkert frågat sig vad som händer om någondera – eller båda – skroven får allvarliga skador.
Beräkningar och simulationer har visat att även om båda undervattensskroven skulle skadas så allvarligt att de vattenfylls helt finns det tillräckligt med flytkraft för att hålla färjan flytande med full last ombord. Under hela bildäcket har nämligen HSS 1500 en vattentät avdelning med stor flytkraft, det så kallade ”wet deck”.

Vartdera skrovet är indelat i åtta vattentäta utrymmen som skiljs åt av tvärskeppsskott. De sex förliga avdelningarna har dessutom horisontell vattentät indelning med vattentäta stringerdäck så att de i själva verket utgör 12 vattentäta avdelningar.

Om fartygets båda skrovbottnar rivs upp sjunker fartygen inte djupare än att bildäck befinner sig ca två meter ovanför vattenytan. Om den ena pontonen skärs upp i hela sin längd i botten blir slagsidan högst 15 grader. Då fungerar fortfarande framdrift och hjälpmaskineri i den oskadade pontonen.
För HSS 1500 har utvecklats ett helt nytt evakueringssystem som kallas MES (marine evacuation system). På vardera sidan av passagerardäcket finns två stationer i direkt anslutning till de publika utrymmena. Via dessa fyra evakueringsvägar skall det gå att tömma hela fartyget med maximalt antal passagerare ombord på mindre än 18 minuter.

MES aktiveras från en manövercentral vid stationen. En fackverksbalk i polyuretanbehandlad väv med två rutschkanor blåses upp. På var sin sida av banan ligger två stora flottar med kapacitet för 135 personer vardera. Flottarna har breda öppningar mot plattformen i ändan av rutschkanan för att de skall vara lätta att borda. Vid behov kan ytterligare två flottar sändas ned till stationen från passagerardäck.

Utöver platser för maximalt antal passagerare har MES drygt 500 platser i reserv. Samtliga passagerare kan därmed evakueras även om en av de fyra stationerna inte fungerar.

Fartyget har dessutom fyra räddningsbåtar som sjösätts med specialdävertar. Båtarna är inbyggda i recesser förut och akterut. De är avdelade till var sin evakueringsstation. Om en sådan situation skulle inträffa att fartyget måste överges kan båtarna bogsera bort flottarna på tryggt avstånd från fartygssidan.
MES kan användas under förhållanden med upp till fem meters signifikant våghöjd. Fartyget är konstruerad för att kunna gå med 40 knop i fem meters signifikant våghöjd, där de största enstaka vågorna kan vara nästan dubbelt så höga. Myndigheterna har dock utfärdat något strängare restriktioner för i vilket väder fartyget får gå ut.

I publika utrymmen, lastrum och maskinrum har installerats HiFog sprinklersystem från Marioff. Branddetektorer med individuella adresser ingår i alarmsystemet Consilium Marine Salwico CS300.

Områden där brandrisken är större har isolerats med kompositpanel av sandwich-typ med en specifik vikt på sex kg per kvadratmeter. Denna har tagits fram av det finländska företaget Suomen Peltityö i samarbete med varvet. Den 70 mm tjocka panelen har en yttre yta av rostfritt stål. Baksidan är av aluminium och isoleringen utgörs av keramiska material och mineralull. Panelen uppfyller brandskyddskrav A60 och har bl.a. använts för att isolera bildäck.

Ett nyutvecklat ledljussystem från ScanSafe International i Danmark leder passagerarna till utgångarna i händelse av en nödsituation. Systemet har sensorer i hela fartyget som noterar bl.a. temperaturökningar, rökbildning och intag av vatten. När en potentiell fara upptäcks alarmerar systemet på bryggan.

Om evakuering av avdelningar blir aktuell visar remsor med aktivt lysande symboler de säkra utrymningsvägarna. Baserat på all sin tillgängliga information väljer systemet vilken väg som är tryggast. Systemets information uppdateras kontinuerligt, även om förhållandena ändras snabbt, t.ex. vid rökfyllning av utrymmen. Remsorna är lågt placerade och får elektricitet från fartygets elnät eller från reservbatterier.

Tre passagerarområden

Med en bredd på 40 meter erbjuder HSS 1500 inredarna intressanta möjligheter att förverkliga nya idéer. Figura Arkitekter AB svarar för inredningen av HSS 1500. Alla aktiviteter för passagerare finns samlade på det däck som ligger ovanför bildäcken. De publika utrymmena är indelade i tre områden. Utmed däckets sidor löper promenadstråk som kantas av sittplatser.

Det är ljusa och luftiga utrymmen som Stena Explorer bjuder på. Höjden vid promenadstråken längs sidorna är omkring 2,8 meter. Nästan hela väggen ut mot havet är av glas. Längst förut, med panoramafönster åt tre håll, ligger det lugnaste av de tre områdena ombord. Restaurangen ”Globetrotter” intar en cantral plats på den upphöjning som personbilsdäcket en nivå lägre ned ger upphov till. Förut finns dessutom en business lounge, spelområde, bar och club lounge.

Mellan det förliga och det mittersta området finns serviceutrymmen och kök. Det mittersta passagerarområdet domineras av fast food restaurangen med rätter från bl.a. MacDonald’s. Värd att notera är video-väggen med 27 sammankopplade TV-monitorer. Dessa kan användas för information, säkerhetsmeddelanden och reklam.

Området längst akterut är uppbyggt kring tax free butiken. Intill denna ligger bl.a. lekplatsen ”Children’s World”. Eftersom passagerarna kommer ombord över aktern är fartygets information belägen längst akterut. Med undantag för styrhytten är däckshuset byggt i kompositmaterial. Här har balsa använts som kärna och epoxyförstärkt glasfiber som beläggning.

[/flowy_subscriber_only]