A „kétéltűek” titka, avagy a félig sikló hajótestek filozófiája

A sikló és az úszótestű hajók előnyös tulajdonságait ötvözik az olyan úgynevezett félig sikló testtel készülő elektromos hajók, mint amilyenek a Stickl Yachts gyárt. De ha ezek valóban minden téren jobbnak tűnnek, akkor miért nem gyárt mindenki ilyeneket? Ennek jártunk utána újabb technikai elemzésünkben.

Az úszó és a sikló hajótestek közötti tervezési és szemléletbeli különbségekről, azok előnyeiről és hátrányairól rengeteg szakértő bevonásával írtunk cikket magazinunk idei második lapszámában. Ezt a technikai elemzést folytatjuk most egy harmadik megközelítést alkalmazó típussal, az úgynevezett félig úszó (vagyis félig sikló) testek vizsgálatával. Bár elnevezésük erre utalna, hogy ezek a „kétéltűek” minden téren afféle félmegoldást hoznak, az igazság az, hogy egyáltalán nem rossz megoldások. Sőt: egy lépéssel közelebb lehetnek ahhoz, hogy minden téren egy kicsit jobban teljesítsenek, mint a csak úszó vagy sikló testek. Képesek ugyanis mindkét típus előnyeit egyesíteni. De akkor miért nem készít mindenki ilyeneket?

Egy kis ismétlés

Ahhoz, hogy ezt megértsük, fel kell elevenítenünk néhány dolgot előző írásunkból, amely arról szólt, hogy milyen sok szempontra kell odafigyelniük az eleve elektromos hajtással tervezett hajók gyártóinak. Nagyon erős motorral (és az ahhoz szükséges nagykapacitású, tehát nehéz és drága, vagy könnyű, de méregdrága) akkumulátorpakkal szerelve az elektromos hajók is sikló állapotba hozhatók, ami számos szempontból ideális, hiszen így a testnek csupán minimális része lesz érintkezik a vízzel. Ha pedig nem kell jelentős közegellenállás leküzdeni, akkor a hajó a vízből kiemelkedve (a motorcsónakok elvén) nagy tempóra képes. A dolog hátránya, hogy a nagy energiaigény miatt az ilyen hajók hatótávolsága meglehetősen korlátozott. (Ezt a filozófiát követi a Como.)

Az úszótestek nem emelkednek ki a vízből, ezeknél a forma kialakításával törekednek a fogyasztás optimalizálására. Ezekkel nem lehet 12-14 km/h-nál sokkal nagyobb sebességet elérni, viszont kis teljesítménnyel hajtva nagy (akár több száz kilométer) a hatótávolságuk, nagyobb súlyt képesek cipelni (tehát kényelmesebbek), és méreteiknek úgyszólván semmi sem szab határt (akad belőlük 40+ lábas luxusjacht is). Ezt a filozófiát követi a legnagyobb hazai gyártó, a Wia is.

Harmadik úton

A második legnagyobb hazai e-hajókészítő cég, a Stickl Yachts pedig (mint arra a korábbi cikkünkben is utaltunk) egy harmadik utat választott. A Stickl hajók testének különlegessége, hogy azok a siklóhajókhoz hasonlóan ki tudnak emelkedni a vízből, így képesek 20 km/h feletti sebességre is, ugyanakkor kis teljesítménnyel hajtva jócskán 100 km feletti hatótávolsággal rendelkeznek. Ennél is pontosabban kifejezve: 1-2 kWh közötti energiafelhasználás mellett 8-9 km/h sebességet képesek tartósan hozni. Összehasonlításképp: amíg egy Sitckl csupán a kapacitása 10-20 százaléka körül képes erre a tempóra, addig egy nagyobb, úszótestű elektromos hajó ilyen sebességnél már 60-70 százalékos „gázkar” állással megy. És amíg egy úszótestű hajó maximális teljesítménnyel hajtva 12-14 km/h-ra képes, addig a félig sikló testűek „padlógázon” simán 20 km/h-ra fölötti sebességet is könnyedén hoznak.

Stickl Tamás a gyárban mutatja a trükköt: az orr-rész alul elkeskenyedő vonala a kiemelést segíti, a lapos hátsó kialakítás pedig az a terület, amely nedvesített marad

Persze, ez nem varázslat. A titok nyitja, hogy a Stickl-höz hasonló hajók nagyjából annál a tempónál, ami az úszótestű hajók végsebességét jelenti a növekvő közegellenállás miatt (12-14 km/h között) a szó szoros értelemben fölibe kerekednek a problémát jelentő akadálynak, és a test 30-40 százaléka kiemelkedik a vízből. Ezáltal csökken a nedvesített felületük, kisebb lesz a súrlódásuk, ezért képesek a siklóhajókhoz hasonló előnyöket villantani.

„A titok nyitja, hogy a Stickl-höz hasonló hajók annál a tempónál, ami az úszótestű hajók végsebességét jelenti a növekvő közegellenállás miatt a szó szoros értelemben fölibe kerekednek a problémát jelentő közegnek”

Kész tökély? Majdnem…

Megvan tehát a tökéletes megoldás az egyszerre gyors, de mégis nagy hatótávolságú elektromos hajók készítésére? Nos, igen is meg nem is. A fizika törvényeit ugyanis nem lehet átverni. Ahhoz, hogy a hajók legalább részben ki tudjanak emelkedni a vízből, három dologra van szükség: olyan formára, amely ezt lehetővé teszi, csekély önsúlyra és jó tömegelosztásra.

Az ideális formát nem volt egyszerű megtalálni. Stickl Tamás hosszasan mesélte, mennyi kísérletezés, hány évnyi munka van abban, hogy sikerült kialakítani azt a formavilágot, amely ideális ahhoz, hogy a hajó hamar orra hamar kiemelkedjen. Ez (parton) részben szemmel is jól látható: a Stickl hajók a vízvonal alatt nagyjából úgy keskenyednek el, mint amit a Beneteau stepped hull design-nak nevezett kialakításánál. Vízvonal fölött jól láthatóan szélesedik az oldalfal (ennek az az előnye, hogy így nagyobb a beltér), hátrafelé haladva pedig alul teljesen simává válik a test alsó kialakítása. Ennek az az oka, hogy az a felület marad nedvesített a félig sikló helyzetben is. Ugyanakkor ezt megtöri egy hosszanti szkegg is, amely ugyan elméletileg nem ideális áramlástani szempontból, ugyanakkor sokat javít a hajó iránytartásán. „Ennek alkalmazásáról mindenki megpróbált lebeszélni bennünket, mondván, hogy rontja a siklóképességet, de sok kísérletezés és mérés után arra jutottunk, hogy nagyon keveset veszítünk ezen a téren, viszont sokat nyerünk azon, hogy ennek köszönhetően jobb a hajó irányíthatósága és manőverezőképessége” – indokolta meg a formai megoldást Stickl Tamás.

A sebesség oltárán hozott áldozat azonban az, hogy a hajók nem lehetnek túl szélesek, hiszen az ideális úszóforma (mint azt a klipperek vagy a J-osztályos vitorlások jól jelzik) hosszú és keskeny. Ez azonban érthetően a komfort terén jelent bizonyos óhatatlan kompromisszumokat.

Súlykérdés

A forma azonban csak egy dolog, nagyon fontos a súly és annak elosztása is. A fizika törvényei szerint csak azok a hajók vihetők át siklásba, amelyek fajlagos tömege kevesebb, mint 16 kg/LE. Ezt az értéket a Stickl-hajók nem hozzák (ezért nem is siklótestűek), viszont legalább megközelítik. Ezt többek között azzal érik el, hogy többnyire vákuuminfúziós technológiával készülő testeik roppant könnyűek, a modellpaletta második egysége, az Evolution esetében mindössze 550 kg. De az illesztések és a strukturális merevítések ügyes kialakításával is spórolnak a súlyon, Tamás becslése szerint jó 50-100 kilót hajónként.

Lényeges az is, hogy hová kerül a hajó súlypontja a hossztengely mentén: minél hátrébb, annál jobb, hiszen így könnyebb kiemelni az orr-részt a vízből. A Sticklnél erre különösen nagy játékteret hagynak, a kokpit alatti (de nem a hajótest aljába, hanem magasabban, a fenékvíztől jól védett külön rekeszbe) építik be az akkumulátorpakkot. „Szándékosan nagyobb helyet hagyunk erre, mint kellene, így ugyanis szabadabb kézzel játszhatunk a súlypont pontos elosztásán” – indokolta a nagyvonalú megoldást Stickl Tamás.

A Stickl Excellence siklásban és az E-volution úszó üzemmódban – mindkét területen remek teljesítményt hoznak

Roadsterek, nem kombik

Az eddig vázoltakból alighanem érthető, hogy a félig sikló hajótestek ugyanúgy rengeteg kompromisszum árán születnek, mint a tisztán sikló vagy úszó testvéreik. Nem lehetnek túl szélesek, sem túl nehezek, formaviláguk kötött szabályrendszer mentén alakítható ki. Autóipari hasonlattal élve a félig sikló testű hajók olyanok, mint a könnyű kis roadsterek: nagyon élvezetesen vezethetők és nagy szabadságérzetet adnak – de nem hasonlíthatók össze a családi kombikkal vagy kisbuszokkal. Mindez a gyakorlatban azt jelenti, hogy a félig sikló hajótestek előnyei Tamás szerint mindenképpen 10 méter alatti tartományban érvényesülhetnek. És tegyük hozzá: a különleges megoldásoknak nemcsak a kompromisszumok terén van áruk…

Szöveg: Lénárt Attila, Kép: Vitorlázás Magazin

 

Hozzászólások

Kövess minket a Facebookon is.