Petestep - kada misliš da je sve izmišljeno
BN 210Solucija Petestep podvodnog dijela trupa s obrnutim brizgobranima smanjuje površinu oplakivanog područja gdje se ušteda postiže smanjenjem gubitaka i to kroz rasipanje energije preko bočnog vala. Dobivena energija je iskorištena za podizanje trupa i njegovo kretanje
Napraviti inovaciju u dijelu projektiranja trupa dubokog V profila isto je kao i u današnje vrijeme otkriti vatru, ili pak kotač. No izgleda da je upravo to uspjelo Šveđaninu Peteru Bjernstenu. Ovaj poslovni čovjek i bivši učesnik utrka sportskih plovila patentirao je Petestep, vrstu trupa za velike brzine, te V profila trupova većih kutova. Na razradu i inovaciju došao je iz zaključka da se zapravo velika količina potrošene energije koja se proizvede guranjem trupa raspe kroz bokove trupa, pogotovo na bokovima u krmenom dijelu, gdje su i tlakovi najviši. Ukoliko energiju tih valova i struje mora usmjerimo, makar i dijelom, pod trup dobit ćemo potisak koji će uzdignuti trup i smanjiti otpor. U konačnici za istu brzinu bit će potrebno manje energije.
No možemo to reći i ovako, da ćemo s istom uloženom energijom imati veću dobit u performansama, prvenstveno brzini. Ideja Petestepa je strujnice pod trupom, počevši od kobilice iza polovine duljine trupa usmjeriti u obliku slova V prema krmenom zrcalu. Za razliku od mnogih brizgobrana koji prate kobilicu ovdje su brizgobrani izvedeni u obliku slova V i idu od kobilice prema krmi. Ono što je u cijeloj priči jako važno, okrenuti su prema dolje, gdje sprečavaju gubitak pritiska i usmjeravaju strujnice prema krmenom zrcalu.
Udomaćeni naziv brizgobran, kojega smo i mi često koristili u našim člancima u stvarnosti je podvodni uzdužni stabilizator, koji može imati pozitivan, odnosno negativan kut. U engleskom jeziku ga se naziva "Lifting Strake”. Pozitivan kut brizgobrana je otvoren u presjeku i nepovoljniji je u hidrodinamičkom oplakivanju trupa zbog gubitaka ako ga uspoređujemo s brizgobranom s negativnim kutom. Važno je da negativan kut brizgobrana strujnicama u turbulentnom dijelu, gdje su najveći tlakovi oplakivanja trupa ne dozvoljava da more "bježi” u stranu, već ga usmjeruje prema dolje. Efekt primjene brizgobrana negativnog kuta osjeti se u manjoj amplitudi bočnih valova.
Brojke i performanse
Solucija Petestep podvodnog dijela trupa s obrnutim brizgobranima smanjuje i površinu oplakivanog područja gdje se sve svodi na smanjenje gubitaka rasipanjem energije kroz bočni val, a što je iskorišteno za podizanje trupa i njegovo kretanje u smjeru plovidbe. Petestep stvara uzgon, dajući potisak na krmi i smanjujući otpor za svaku od komponenti, čime daje po 5% u efikasnosti odnosno dobiti, što u konačnici daje 15% ukupne dobiti, odnosno efikasnosti.
Usporedni prikaz klasičnoga trupa (lijevo) i Petestepa (desno), gdje se jasno vide silnice i njihovo usmjeravanje kod Petestepa prema krmi
Trodimenzionalni prikazi izvedbe Petestep trupa. Kao dio izvedbe Petestep trupa radi se optimizacija postojećih trupova sa softverom za simulaciju performansi, te kompjutorska simulacija ponašanja trupa u plovidbi
>
Ušteda koja se osim u projektantskim programima pokazala i u praksi na plovilima brodograditelja koji su se odlučili za implementaciju ove vrste podvodnog dijela trupa polučila je još jednu korist. Ovaj dizajn je osigurao mekšu i stabilniju plovidbu. Oblik, položaj i veličina brizgobrana koji imaju i ulogu deflektora takav je da je njihovom implementacijom smanjena površina ravnih površina koje su najodgovornije za lupanje valova u podvodni dio trupa. Dodatni uzgon koji se javlja znači da je manji dio podvodnog dijela trupa, i to onaj krmeni u moru, te da u toj poziciji zajedno s pramčanim dijelom kontrolirano "razbija” energiju udarnog vala o pramac. I na kraju sve strujnice koje se usmjeravaju više prema dolje, a manje u stranu, stvaraju efekt zračnog jastuka koji umiruje vibracije trupa. Zračni jastuk ponekad ima kontraefekt u smislu stabilnosti. Zbog položaja brizgobrana koji nisu paralelni s kobilicom, već od kobilice idu prema izlaznom rubu boka, u praksi se pokazala bolja stabilnost u odnosu na klasičan V trup.
Uštedu koja se postiže Petestep trupom vidi se na izgledu vala koji brodica ostavlja. Manji val kod donje brodice otkriva korist od Petestep trupa
U zaokretu vektori strujnica bolje oplakuju brizgobrane prilikom naginjanja trupa. Ako ćemo dodati još brojki, dodavanjem brizgobrana, odnosno zamjenom klasičnih brizgobrana s brizgobranima negativnog kuta, te njihovim postavljanjem ukoso u odnosu na trup dobile su se bolje performanse i rezultati.
Važno je navesti podatak da je u probnoj fazi visina brizgobrana bila je u rasponu od 22 do 33 mm. Rezultati koji su dobiveni uspoređeni su s identičnim, ali klasično izvedenim trupovima V profila, a rezultat je taj da se uporabom Petestepa vertikalno poskakivanje na valovima može smanjiti za 30 do 50%, te da se u nekim slučajevima može postići ušteda goriva i do 25%! Buka može biti smanjena za 10 dB u odnosu na isti trup bez Petestepa. Kao dio ponude koju nude je i optimizacija postojećih trupova sa softverom za simulaciju performansi, te kompjutersku simulaciju hidrodinamičkoga ponašanja.
Negativni kut brizgobrana usmjerava silnice prema dolje čime se ostvaruje dodatan uzgon trupa V profila
Klasični brizgobrani, odnosno podvodni uzdužni stabilizatori pozitivnog kuta kakve poznajemo drže pravac, ali imaju manju efikasnost
Benefiti za brodograditelje
Gledajući očima brodograditelja dva su moguća scenarija implementacije Petestep dizajna. Jedno je rješenje potpuno novi podvodni dio trupa s Petestepom, dok je drugi zamišljen kao redizajn postojećeg. Kod plovila s manjim kutom V profila trupa dodavanjem Petestepa moguće je dobiti bolje performanse bez puno preinaka na podvodnom dijelu trupa. Drugi scenarij uključuje povećanje kuta V profila trupa naravno uz implementaciju Petestepea, što daje još bolje rezultate, pogotovo u složenim stanjima mora. Da ne biste iz ovoga zaključili da je "lako s tuđim po koprivama” u Petestepu su se odlučili na razvoj vlastitog plovila preko HOC Yachts, koje je javnosti predstavljeno pretprošle godine na sajmu nautike u Cannesu. Kod HOC 33 koji je izrađen tehnologijom vakuumske infuzije kut V profila je dodatno povećan. Na krmenom zrcalu on iznosi čak 23°! S motorom Volvo Penta D6 od 400 KS, te Z pogonom u opuštenom krstarećem režimu na 2.700 o/min, brzina mu je oko 28 čvorova, s potrošnjom od 42 l/h.
HOC 33 je sigurni dokaz uspješnosti Petestep rješenja, gdje je u praksi dokazan benefit od primjene Petestepa u smislu mirnoće u plovidbi i stabilnosti u držanju pravca. Na Petestep se u međuvremenu odlučilo još nekoliko proizvođača plovila. Osim 34 stopnog aluminijskog plovila Swede Ship Marine, Petestep koristi i Silver Boats iz Finske na brodicama Silver Tiger duljine 6 m, te Silver Raptor, duljine 8 m.
Petestep je našao svoju primjenu i pokazao se uspješnim na gliserskim trupovima s izvanbrodskim motorima i Z pogonima
Kod Petestepa se za iste performanse trupa može koristiti manji kut V profila poprečnog presjeka trupa
Petestep brizgobrani plovidbu čine mekšom kroz valove, što za posljedicu daje manje udaraca, te postizanje većih brzina u složenijim stanjima mora
Usporedba vertikalnih brzina, odnosno poskakivanja klasičnoga i Petestep trupa, kod različitih brzina plovidbe
Petestep brizgobrani smanjuju gaz plovila za isti kut V profila trupa i istu širinu trupa
Priča ide dalje
Uspješna priča HOC Yachts, koja je postala poznata po Petestepu, nastavljena je razvojem u upravljačkom dijelu plovila. Izvanredni upravljačko-kontrolni monitor yacht Defined zbog svojih tehnoloških rješenja i kvalitetne Android baze funkcioniranja nije mogao proći ispod radara te je vrlo brzo pobudio interes investitora, odnosno potencijalnih kupaca. Ovo tehnološko rješenje prepoznao je i Navico kao vlasnik Lowrancea, Simrada i B&Ga, te je na kraju kupio i HOC yachts i Yacht defined, te tehnologiju Yacht Defined primijenio u svom Navico Information Displayu za svoju brodsku elektroniku Simrad i B&G.
