CPS Drive A/S: Drevet av ufornuft?

CPS Drive A/S: Drevet av ufornuft?

TEKST: ATLE KNUTSEN
FOTO: ROLF W. MARTHINSEN
ILLUSTRASJONER: BIRGER KULLMANN
Fremskrittet er ofte det ufornuftige menneskets fortjeneste, mente George Bernhard Shaw. Noen vil hevde at Jørgen Selmer på Nesøya utenfor Oslo hører hjemme i de ufornuftiges selskap. Sammen med båt- og industridesigneren Birger Kullmann har Selmer utviklet en fremdriftsløsning som tar sikte på å forene det beste fra tre verdener: Overflatepropellens overlegne egenskaper når de siste knopene skal hentes, det konvensjonelle drevets manøvreringsegenskaper og vannjetens driftssikkerhet. I realiteten er CPS forkortelsen for en patentert oppfinnelse som verden antakelig aldri har sett maken til: Controllable Pitch Surface Drive. Så unikt er drevet at selv industri- og forsvarsgiganten Lockhead Martin er interessert i konseptet.
Sofistikert
CP-propeller (Controllable Pitch = justerbar stigning) er et standard uttrykk for vridbare propeller, slik vi kjenner dem i alt fra sjekter og fiskeskøyter til store ferger. Det knøttlille firmaet CPS Drive AS har lykkes i å klone den velkjente vridbare propellen og overflatepropellen. Effekten er formidabel, skal vi tro oppfinneren selv, Jørgen Selmer.
- CPS-løsningen er imidlertid langt mer sofistikert enn en gammeldags, vridbar propell, sier Selmer.
- På et CPS-drev kan propellbladene stilles elektronisk til den posisjon som gir optimal drivstofføkonomi under ulike driftsforhold.
For at båten skal ha best mulig reverseringsegenskaper er drevet montert på en skrå hekk som leder propellvannet ned og under skrogene. Katamaranen styres ved at drevene kan svinges 30 grader til hver side, i tillegg til at de kan tiltes 10 grader opp og ned. Når drevet tiltes helt opp, stikker nederste del av propellbladene over kjøllinjen og vil dermed være mindre utsatt når man ferdes i grunne områder.
Først på egen båt
Ideen til drevet fikk Selmer da han erstattet to vannjetaggregat med to Arneson-drev på sin gamle Alicraft 35. Med vannjetene var manøvreringsegenskapene på topp, spesielt på lave turtall. Men effekttapet var betydelig, og fartspotensialet svært begrenset.
- Da jeg fikk montert Arneson-drevene ble situasjonen snudd på hodet, forteller Selmer.
- Nå fikk jeg en bra toppfart, men farts- og manøvreringsegenskapene i deplasementsområdet var dårlige fordi de tradisjonelle overflatepropellene som satt på Arneson-drevene hadde liten virkningsgrad når de var helt under vann og på lave omdreiningstall. Utfordringen med overflatepropellere er at propellen skal arbeide under to vidt forskjellige forutsetninger. Den starter neddykket, og når båten kommer opp i planingsfart vil deler av propellen ligge over vann, forklarer Selmer.
- Målet med CPS-løsningen var å kombinere store saktegående overflatepropeller som gir ønsket trekkraft- og manøvreringsegenskaper i alle hastighetsområder. Men for at motorene ikke skal bli kvalt når propellene blir koblet inn og båten settes i bevegelse, må det en eller annen form for utveksling til, sier Reodor Selmer.
Han løste utvekslingsproblematikken ved hjelp av en standard slurekobling som han fikk fatt i hos den tyske produsenten Voith, som blant annet leverer slik såkalte hydrodynamiske koblinger til traktorprodusenten Fendt.
Trinnløst gear
Den hydrodynamiske koblingen (et væskefylt sluregear) som Jørgen Selmer videreutviklet med tanke på maritim anvendelse, kan justeres fra fri binding til ca 98 prosent binding – hvilket vil si at effekttapet mellom motor og propell kan reduseres til under to prosent, ifølge Selmers nitidige tester.
- Koblingen er festet til motorens svinghjul, og må være tilpasset motorens og propellens dreiemomentkurve for å gi ønsket effekt. Når motoren startes og væske fylles inn i koblingen, vil sentrifugalkraften som oppstår skape en ”binding” i koblingen – en forbindelse mellom motor og propellaksel – slik at propellen tar tak. Systemet fungerer nesten som automatgearet på en bil, men har en langt bedre virkningsgrad, hevder Jørgen Selmer.
- For at vi skal kunne finjustere motstanden har vi modifisert koblingen slik at væskenivået kan justeres for å få riktig binding. Idet man gir full gass ved akselerasjon, justeres i samme øyeblikk oljenivået i slurekoblingen. Derved oppnår vi en optimal akselerasjonsperiode. Når båten er kommet opp i plan og man reduserer til marsjfart, vil koblingen gi mellom 1,5-3,0 prosent effekttap. Ved toppfart er tapet i koblingen mindre enn fra et standard marinegear, forklarer en oppglødd Jørgen.
- Vi kan bruke min gamle Alicraft på 10 tonn som eksempel. Den akselerer fra stilleligge til 40 knop på ca 15 sekunder. Båten har to Ford Sabre-motorer på 340 hk hver.
Tre prototyper
For å kunne møte krav fra det kommersielle markedet og klasseselskaper som Det norske Veritas har Jørgen Selmer laget tre båter for å teste ut deler av den teknologien konseptet er bygget opp på. Den første var på litt over 50 fot og hadde fire motorer, den neste seks. CPS-løsningen gjør det nemlig mulig å koble flere mindre motorer sammen for å bygge opp ønsket motorkraft. Dette er spesielt interessant hvis man ønsker størst mulig motorkraft i slankest mulig skrog. Motorene monteres i rekke og knyttes sammen med en tannremoverføring til en sideliggende karbonaksel. De er likevel ikke mekaniske forbundet med hverandre – kun ”hydrodynamisk” gjennom olje eller annen væske. En slik motorpakke kan ifølge Selmer bygges opp for en gunstig pris sammenlignet med store skipsdieseler, og har langt større fleksibilitet. Ved sakte fart startes kun en redusert del av ”motorpakken” opp og resten av motorrekken startes og kobles til etter behov for økt hastighet.
Kostbart
Utviklingen har tatt tid og kostet penger. Jørgen Selmer antyder at utviklingen har kostet ti-talls millioner så langt.
Nå håper han samarbeidet med Birger Kullmann om å lage båter for salg, snart kan gi resultater. Båten de skal bygge er 11 meter lang og vil hete K11. Den har en dyp V-bunnet skrogform og vil få to Yanmar LY3 motorer montert mot hverandre, svinghjul mot svinghjul.