Även om Östersjön och Bottniska viken inte hör till det geografiska Polarkodområdet, så är förhållandena polarlika under vinterhalvåret. Därför är det viktigt för rederier som opererar isbrytare eller isförstärkta fraktfartyg av högsta isklass eller offshorefartyg utformade för att självständigt klara de tuffaste isförhållanden, att kunna ta fartyget tryggt genom istäckta farleder. Moderna isbrytare är vanligtvis utrustade med azimutpropellrar, en teknologi som har visat sig vara effektiv för isbrytare och isbrytande fraktfartyg. Steerprop har tagit tillförlitligheten och effektiviteten till en helt ny nivå genom att utveckla en unik azimutlösning som samtidigt har en bränsleekonomi som sparar pengar och minskar utsläppen.
Länderna kring Östersjön och Bottniska viken erhåller en stor del av importerat gods och varor sjövägen. Omvänt så exporterar företagen i dessa länder till största delen sina varor och produkter med fartygstransport. Mellan dessa länder upprätthålls även en stor mängd passagerarlinjer. Vi talar miljardbelopp som rör sig via transporter till och från hamnarna i de här länderna.
Därför är det en enkel ekvation att förstå att sjötrafiken inte kan pausas vintertid under flera månader. Det är livsviktigt att farlederna är framkomliga även under vinterhalvåret när en stor del av havet täcks av is. Det är en viktig samhällsfunktion att hålla hamnar isfria, farleder trafikerbara och assistera fartyg som behöver hjälp att ta sig genom is.
Det hela handlar om ice management
Nyckeln till att hålla farleder öppna och hamnar isfria är ishantering (ice management). Fartyg trafikerar i isförhållanden antingen självständigt med ett isklassat fartyg eller med hjälp av isbrytarassistans. Hos Steerprop innebär ishantering olika sätt att hantera och bryta sönder is som täcker hav och farleder. Mera specifikt avser vi att bryta is, penetrera isvallar, öppna isrännor, bryta is runt olika konstruktioner (till exempel vid vindkraftsbyggen till havs) och att säkerställa att hamnar alltid är farbara trots vintriga isförhållanden.
Det finns lösningar tillgängliga med egenskaper som kan förvandla till exempel en isbrytare till ett multifunktionsfartyg för ishantering. Azimutpropellrar har blivit standard för isbrytande fartyg. Azimutpropellrar är effektiva och särskilt deras förmåga att rikta den vektoriserade propellerströmmen fullt ut 360 grader är helt avgörande. Det gör att fartyget kan utnyttja själva dragkraften till att inte enbart öppna och bredda farleder utan även exempelvis bryta upp isvallar och få loss fartyg som fastnat i isen eller skydda offshoreinstallationer eller andra fysiska tillgångar ute till havs från isskruvning.
Roderpropeller med dubbla kontraroterande propellrar eller enkla propellrar?
Propulsionssystemet i moderna isbrytare bygger vanligtvis på vridbara roderpropellersystem – en teknologi som har visat sig vara mycket effektiv för isbrytare och isbrytande fraktfartyg. Om ett fartyg inte har tillräckligt med framdriftskraft kan det leda till att det fastnar i isen. Därför måste sådana fartyg ha framdriftssystem som är pålitliga, flexibla, redundanta, enkla att underhålla och har ett högt kraft-vikt- och kraft-utrymme-förhållande.
Steerprop utvecklar ständigt en framdriftsteknik för att förbättra den totala effektiviteten. Tekniken med kontraroterande propellrar uppfyller kundernas mest krävande behov. Steerprop har utvecklat en unik teknologi som bygger på dubbla kontraroterande propellrar (Contra Rotating Propellers, CRP) monterade i en konfiguration med skjutande och dragande propellrar i en och samma roderpropeller som fritt kan roteras 360 grader, vilket ger enastående manövrerbarhet, större pollaredrag/DP-kraft jämfört med enkla öppna propellrar, överlägsen ishanteringsförmåga och låga utsläpp tack vare en imponerande bränsleekonomi. Produktsortimentet erbjuder ett effektområde börjandes med 900 kW hos CRP-modellerna upp till 15 000 kW hos CRP ECO-modellerna.
Kontraroterande propellrar – det självklara valet för nordiska förhållanden
Fartyg som trafikerar under arktiska förhållanden är beroende av hur bred isränna isbrytaren kan öppna. Fraktfartygen blir allt längre och därmed även bredare. Bredare fartyg innebär att isbrytarna måste kunna öppna isrännor som är bredare än själva isbrytaren. Det är här som roderpropellern visar sin styrka.
Vridbara roderpropellrar kan alltid svängas i önskad riktning för att bryta upp isen. Därför kan de öppna bredare isrännor än den fysiska bredden på isbrytaren. Men som vi kan se på bild 1 kan Steerprops CRP åstadkomma en ännu bredare ränna. Tack vare den sofistikerade hydrodynamiska designen av delarna under vattenytan kan CRPn skapa en smalare och kraftigare slipström bakom propellern än en enkel propeller i dragande konfiguration. Detta gör att strömmen från en CRP når längre bort vid samma framdriftseffekt.
Med andra ord, om strömmen riktas mot isen kommer strömmen att bryta sönder isen i en omfattning som beror på kraften i strömmen och på isens tjocklek. (Se bild 2) Men eftersom CRPn skapar en ström som är mer koncentrerad än den som en enkel propeller i dragande konfiguration skapar, så når effekten av CRPn längre bort. Fördelarna med det här är att isbrytare kan åstadkomma bredare isrännor eller får en ökad effekt vid ishantering när propellerströmmen används för att bryta och rensa is (propeller wash).
Enastående hastighetsökning på 50 % i packad issörja
Steerprop ville få fram mer fakta och verifiera fördelarna med de dubbla kontraroterande CRP-propellrarna. Därför lät man utföra en serie skalenliga istester i Aker Arctic Technologys islaboratorium i Finland. Under testen i isbassängen jämfördes CRP med traditionella azimutsystem med en propeller som för närvarande är vanligt förekommande i isklassade fartyg.
Resultaten visar på flera saker som talar till CRPns fördel. I en konfiguration med pollaredrag ger CRP omkring 10 % större dragkraft med samma effekt eller samma dragkraft, men med 15 % lägre effekt än en enkel propeller med samma diameter. CRP kan gynna flera olika tillämpningar, från renodlade isbrytare och arktiska fraktfartyg till tankfartyg och isklassade försörjningsfartyg inom offshoresektorn. Nettodragkraften hos CRPn var 10-17 % större än hos en enkel dragpropeller med samma effekt.
Testen visade att hastigheten i packad issörja kunde ökas med imponerande 50 %
Utöver isbrytare, så kan fraktfartyg som designats för att kunna trafikera självständigt under polarliknande omständigheter dra nytta av Steerprops CRP-lösning. Testen visade att ismotståndet kan minskas med ungefär 10 % i fast is, och hastigheten i packad issörja kunde ökas med imponerande 50 %. Isvallar kunde penetreras cirka 50 % snabbare.
Tidigare var isbrytarrederierna tvungna att kompromissa mellan pollaredrag (bollardkraft)/isbrytningskraft och vanlig framdrivningskraft när man valde mellan en isklassad propeller (med sämre framdriftsegenskaper) eller en icke-isklassad propeller. En isklassad propeller kräver hög propellerlast som möjliggörs av en stor propellerarea och stort rotornavförhållande, medan konfigurationer med dyspropellrar, som vanligen krävs för högt pollaredrag, medför utmaningar i form av isbildning i dysan. Steerprops lösningar för arktiska förhållanden eliminerar problemet med isbildning och erbjuder förstklassig prestanda, vilket gör att man slipper kompromissa.
Tillförlitligheten ökar när du vet hur anläggningen mår
Det finns uppenbara risker med att trafikera vintertid i Norden och i Polarkodsområden. Det kan vara förenat med svårigheter och rentav fara. De kärva förhållandena och speciellt de långa avstånden i Polarkodsområdena gör att man måste kunna lita på sitt framdriftssystem.
Rederier kan uppnå högsta möjliga tillförlitlighet genom förbättrad förutsägbarhet. Det i sin tur kan man uppnå genom att utnyttja till exempel system för tillståndsbaserad övervakning och förebyggande underhåll. Tillståndsbaserad övervakning av framdriftsutrustningen gör att besättningen kan följa trender över tid och upptäcka avvikelser som framöver kunde påverka propulsionssystemet.
Tillståndsbaserad övervakning finns tillgängligt på olika nivåer, från grundläggande uppföljning av trender och upptäckt av avvikelser till verkligt mervärde genom professionell djupanalys av Steerprops experter. Den tillståndsbaserade övervakningen kan omfatta hela framdriftssystemet inklusive vibrationer samt signaler och larm från kontrollsystemet där avancerad AI-teknik och maskininlärning används. Med en distansuppkoppling online kan Steerprops experter analysera data från framdriftsutrustningen så gott som i realtid och därmed informera besättningen om händelser som kan orsaka framtida störningar. Dessa funktioner kan också installeras i äldre enheter i efterhand.
Tillståndsbaserad övervakning kommer sannolikt dessutom att generera besparingar i form av lägre underhållskostnader. Genom att vidta proaktiva åtgärder kan det utgående från propulsionsutrustningens tillstånd bli möjligt att skjuta upp behovet av en komplett överhalning. Vidare så underlättas budgeteringen av underhållet eftersom man kan förutse underhållskostnaderna och undvika överraskningar.
Istäckta farleder och hamnar kan snabbt lamslå hela samhällen. Därför krävs hög tillförlitlighet hos isbrytare och isklassade fartyg för att de ska kunna säkra viktiga samhällsfunktioner och företagens verksamhet under vinterhalvåret i Norden. I isbrytare och isklassade fartyg har framdriften traditionellt säkrats genom enkla propellrar i skjutande eller dragande konfiguration. Nu erbjuder dock Steerprops teknik med kontraroterande roderpropellrar (CRP) unika ishanteringsegenskaper och oöverträffad pålitlighet.
Vill du ha bästa möjliga ishanteringsegenskaper? Steerprops erfarna propulsionsexperter finns här för att hjälpa dig hitta den mest effektiva framdriftslösningen för din isbrytare eller ditt isklassade fartyg.
