Amble: Det spesifikke forbruket

AV SIVILINGENIØR EIVIND AMBLE

Rapporten etter forbruksmålingene for to like båter med forskjellig motorutrustning som står å lese på side 20 i denne utgaven av Båtmagasinet, er høyaktuell. Som i bilverdenen må også vi - som båtbrukere - se utviklingen i øynene: Kostnadene ved å bringe farkostene våre fra punkt A til punkt B, øker stadig. Og med stigende priser, kommer brennstofforbruket fort i søkelyset. Hva koster det i brennstoffkroner å flytte en båt, som kanskje gjør nytte som privat badestrand eller som privat hytte, fra sted til sted?
Sammenligningen mellom de to "Adriatic 40 Fly" er oversiktlig og grei all den stund ulikhetene i hovedsak gjelder hva som befinner seg i motorrommet. Det dreier seg om forskjell i motoreffekter, forskjell i vekt, forskjell i tyngdepunktsbeliggenhet, og forskjell i motstand fra propulsjonssystemene (ett eller to drev).
Eksakte opplysninger om for eksempel tyngdepunkter og skroggeometri hadde gitt anledning til mer omfattende vurderinger. Men beskrivelsen av prøvene gir grunnlag godt nok for litt omtrentlig synsing.

Driftsregnskapet

Nettopp fordi det i dette tilfellet dreier seg om så få variable, kan vi forsøke å trekke noen raske slutninger. Men vi må være forberedt på at hvis vi noen gang skal se på spesifikke driftsregnskaper for båter av ulike størrelser, med ulike skrogformer og med ulike bruksprofiler, blir det en langt mer komplisert prosess.
Tilbake til forbruksmålingene: Hvordan kan det ha seg at det er så liten forskjell mellom båtenes forbruk ved helt lave hastigheter, og hva kan det komme av at båten med det høyeste forbruket i mellomhastighetsområdet, kjører mer økonomisk når den kommer litt opp i tempo?
For å ta det første først: Ved helt lave hastigheter er motstanden ikke vesentlig forskjellig fra den ene båten til den andre. Når vi kjører i dorgefart, kan det ikke være store forskjeller i energibehovet. Friksjonsflaten er omtrent den samme, og det dannes et minimum av virvler, baugsjø og hekksjø.
Vekten av drivverket (motor(er) og drev), er for de to installasjonene henholdsvis ca. 770 kg. og 1.326 kg. Dét betyr at båten med 2xD4-300 veier 556 kg mer enn båten med 1xD6-370. Det vil igjen si at båtenes lette deplasement øker med nær 10 % når to motorer monteres i stedet for én. Dette forklarer en god del av forskjellen i oppførsel. Men like viktig som ulikheten i vekt, vil avviket i langskips tyngdepunktsbeliggenhet kunne være.

Betydelig lavere forbruk

Forbruksmålingene viser altså at den letteste båten, som med drøye 550 kg. mindre motorvekt akterut og som derfor har et langskips tyngdepunkt "LCG" lenger frem enn den tyngste båten, har et betydelig lavere brennstofforbruk i hastighetsområdet fra ca. åtte til fjorten knop (betegnelsen "LCG" er hentet fra engelsk terminologi: "Longitudinal Center of Gravity"). Dette er en egenskap som mange båtbrukere sikkert vil vite å sette pris på. Jeg vil tro at en båt som kan "cruise" avsted i behagelig "mellomhastighet", vil ha sine tilhengere.

De fleste som har begitt seg ut på fjorden i en planende jolle, har vel erfart hvordan båtegenskapene endrer seg med mengden last ombord. Og de har sikkert opplevd hvordan lastens plassering påvirker båtens oppførsel. Den klassiske 10 foteren med 9,9 hester på hekken går som et skudd når den ikke tynges ned med mer enn en lettvektsperson på aktertofta. Men for hver ekstra kilo som kommer i tillegg, blir det hele litt tregere. Og setter det seg to velvoksne side om side helt akter, kan det plutselig bli vrient å få båten "opp på plan". Med tilleggsvekter kan det være kritisk hvor i båten vektene plasseres.
Kappkjøring mellom to like joller kan gi god informasjon om hva LCG-plasseringen betyr. Med to voksne personer helt akter i den ene båten og LCG så nær akterspeilet som mulig, akselererer den med baugen høyt i været, og det kan ta litt tid før den kommer opp i hastighet. Setter derimot passasjeren i den andre jolla seg foran mens skipper'n fortsatt holder seg akterut ved motoren, kommer båten ut av vannet uten de store anstrengelsene. Men på full fart er gjerne topphastigheten til gjengjeld blitt litt mindre med denne vektfordelingen.

Ved maks motorpådrag med et akterlig LCG, blir trimvinkelen større enn om LCG ligger lenger frem. Økningen av trimvinkelen betyr kortere og mindre bunnflate i kontakt med vannet - og derfor mindre friksjonsmotstand. Samtidig gir større trimvinkel (innen rimelige grenser) et gunstigere forhold mellom motstanden ("drag") og det dynamiske løftet ("lift"). Jo mindre drag/lift-forholdet er, dess gunstigere.

Det vanskelige mellomfartsområdet

I en "muskelbåt" er motorene som regel montert kloss i akterspeilet, og i stilleligge flyter båten med baugen høyt og akterenden ganske så lavt. Allerede før start danner skrogbunnen en markert nedovervinkel med horisontalen. Ved akselerasjon løfter båten seg uten å stikke nesen markert i været, simpelthen fordi bunnen allerede har en gunstig vinkel for å gi stort løft. Men - og her er vi ved hva saken dreier seg om: Når "muskelbåten" akselererer mot riktig marsjfart, går også den gjennom et hastighetsområde der den må bruke mye krefter til å lage bølger. Uansett hvor raskt den kommer "opp på plan", vil den gå gjennom et "vondt" fartsområde.

Budskapet er altså at dersom en planende båt skal egne seg for bruk i det vanskelige mellomfartsområdet, er det viktig at den ikke er for tung og at LCG ikke ligger for langt akterover. Dét betyr igjen at "mellomfartsbåten" er et stykke fra det idéelle hvis den skal kjøres opp mot topphastigheten. For når det gis på med skyvekraft, vil den trimme flatere enn den tyngre søsteren. Dermed vil den pådra seg mer friksjonsmotstand - samtidig som det dynamiske løftet pr. enhet bunnflate blir mindre.
Optimal trimvinkel for en vanlig bunngeometri ligger gjerne et sted mellom fire og fem grader. Det er mye. (I praksis er det egentlig bare båter med tverrstep som ved å vinkle step'ene nedover i akterkant, kan komme i nærheten av optimale (lokale) trimvinkler.) Akterlig LCG gir altså kortere bunn i kontakt med vannet når båten kjører fort, og dermed mindre friksjon. Dét forklarer hvorfor topphastigheten øker når vektene flyttes akterover. Grensen nås når båten begynner å "galoppere" (propoising).
I de to båtene som ble brukt ved forbruksmålingene, vil altså den tunge (med mer akterlig LCG) ved fullfart trimme med gunstigere vinkel enn den lette båten med LCG lenger forover. Men her må vi ikke glemme hvordan en stor trimvinkel innvirker på eksempelvis båtens sjøegenskaper og sikten fra styreposisjonen. Det er alltid en pris å betale.

Det er selvsagt ganske mye mer å ta hensyn til hvis vi vil sammenligne vilkårlige båter, enn når vi som denne gangen har begrenset oss til å se på to identiske båter med ulike motorinstallasjoner. Men forbruksmålingene som er referert, er en god begynnelse. Slike tall og sammenligninger vil opplagt få stadig større betydning når markedet skal vurdere båt og utrustning i fremtiden.

Miljøvennlig båtbruk

Jeg kan ikke la anledningen gå fra meg til å gå litt inn på hvordan slike forbruksmålinger kan hjelpe oss på vei mot mer miljøvennlig båtbruk. Kartlegging av spesifikt brennstofforbruk kan altså fortelle hva det for eksempel koster i kroner - og i CO2-utslipp - å flytte en båt med passasjerer og utstyr én nautisk mil ved en gitt hastighet.

Forbruksmålingene med Adriactic 40 Fly fokuserer på forbruk og kostnader. Men prisnivået på fossilt brennstoff er ikke bare en funksjon av tilbud og etterspørsel. I økende grad påløper avgifter som skal straffe CO2-utslippene. For det er en kjensgjerning at når vi henter energi fra fossilt brennstoff, produseres det CO2. (Virkningene av CO2 er en annen diskusjon.)

Kommersiell skipsfart har i lang tid fokusert på reduksjon av utslipp av gassene CO2, NOX og SOX, vel vitende om at politikere og myndigheter vil innføre stadig tøffere restriksjoner. De store klassifikasjonsselskapene har i årevis arbeidet med utvikling av verktøy som kan beregne de spesifikke miljøbelastningene fra sjøveis transport. Det har blant annet ledet til at franske Bureau Veritas har erkjent at det hverken er enkelt å stipulere hvor mye "CO2 som slippes ut i atmosfæren pr. ananas som fraktes fra Elfenbenskysten til en fransk havneby" eller hvor mye "NOX som slippes ut når en bil fraktes fra Japan til Rotterdam sjøveien." Her er det utfordringer.

Den spesifikke miljøbelastningen målt i utslippsenheter for hvert tonn transportert last, er enheten som man må frem til. I regnestykket må det blant annet tas hensyn til vind- og værforhold, manøvrering inn og ut av havn, utslipp ved lasting og lossing og ikke minst transporthastigheten. Det sier seg selv at beregningsprogrammene som må utvikles, kan få et stort antall variable og bli skikkelig kompliserte. De store klassifikasjonsselskapene har for lengst engasjert seg: Både Lloyd's Register, italienske RINa (som kaller programmet sitt "GREEN Plus"), American Bureau of Shipping og vårt eget DNV er med - for å nevne for oss mest kjente. Målet er å komme frem til metoder for kartlegging av skipenes "fotavtrykk" og å fokusere på utslippsbegrensninger.

I miljøsammenheng er alle sjøfarende i samme båt. Og i vår europeiske verden sitter selvsagt ikke EU-kommisjonen stille. Hensikten med EU-utredningen som så dagens lys i november 2006 med tittel "Making Product Information Work for the Environment" (altså et dokument som forteller hvordan produktinformasjon kan brukes til fordel for miljøet), er å understreke hvordan grundig kunnskap om produkters totale miljøbelastning kan gi markedet informasjon som kan påvirke kjøp og bruk - og dirigere etterspørselen i miljøriktig retning. For båtverdenens vedkommende gjelder dette blant annet valg av båttype og fremdriftsmaskineri. Stadig mer å følge med på for båt- og motorprodusentene som skal tilpasse seg kjøpernes krav.

Politikerne undervurderer ikke båtfolkets makt. Det er båtbrukerne som til syvende og sist vil bestemme agendaen. Men det blir frivillighet under tvang, for grensen er neppe nådd for avgifter som legges på fossilt brennstoff. Derfor er det tidsriktig når søkelyset rettes mot spesifikt forbruk og effektiv energiutnyttelse.