Ett koncept för en färja för Göteborgs skärgård, där 190 personer med hjälp av bärplan och batterier flyger fram över vattnet i 30 knop. Detta med en avsevärt minskad energiförbrukning jämfört med dagens färjor. Det är resultatet av fem Chalmersstudenters arbete under hösten 2023.
– Hade jag sett det här resultatet när kursen började i september så hade jag tyckt att det var ett otroligt intressant koncept, säger Per Mottram Hogström, forskare vid Mekanik och maritima vetenskaper, och examinator för kursen.
I kursen Marine Design Project ställs studenter inför utmaningar inom fartygskonstruktion. Olika företag kontaktar Chalmers med önskemål om att konstruera ett fartyg, och 2023 fick studenterna i uppdrag att konstruera en Styrsöfärja.
– Oftast kommer kunden med en väldefinierad specifikation över vad de vill ha, säger Per Mottram Hogström. Studenterna försöker sedan möta kundens krav, se vad som är möjligt att göra, och de bollar tankar och idéer med kunden.
Projektet mynnar ut i en modell av ett fartyg, och på sitt kontor har han flera av de modeller som konstruerats tidigare år. Det senaste tillskottet bland modellerna sprang ur en tanke som Per Mottram Hogström och hans kollega Arash Eslamdoost hade om att skapa ett fartyg som kör i Göteborgs södra skärgård, och som drivs med elektricitet och så kallad hydrofoil-teknik. Väldigt enkelt beskrivet bygger tekniken på att fartyg förses med så kallade bärplan. Vid en viss hastighet skjuts bärplanen ut, och de bär fartyget över ytan. När motståndet från vattnet försvinner sjunker färjans engergiförbrukning drastiskt.
– Tekniken har funnits länge, och har boomat de senaste fem åren. Det är de stora segelbåtarna i America’s Cup som har drivit på det. I dag finns den här sortens vingar på ganska mycket, till exempel motorbåtar och surfingbrädor.
Eget projektförslag
De två forskarna kontaktade Styrsöbolaget som sköter färjetrafiken i Göteborgs södra skärgård med idén. De fick till svar att visst var företaget intresserade, men att de hade så pass mycket att göra att de inte hade tid att lägga på projektet. Per Mottram Hogström och Arash Eslamdoost valde att fortsätta driva idén ändå, och formulerade ett projektförslag för studenterna som skulle gå kursen.
– Vi fick till oss att vi ska bygga en foilande e-färja för Västtrafik, inte så mycket mer än det. Det kändes som en rolig uppgift, men vi märkte ju rätt snabbt att det var ganska många utmaningar att lösa i det och att vi själva skulle behöva ta alla beslut, säger Marcus Varvne, en av fem studenter på kursen, om hur det gick till när han och hans fyra kurskamrater serverades uppdraget.
Gruppen tog sig an uppgiften genom att börja med att brainstorma i en vecka.
– Vi bara satt och spånade en massa idéer i vårt rum, för att försöka att komma fram till vad för sorts båt vi ville kolla på – storlek, var ska den trafikera, och så vidare, säger Arvid Sörfeldt, en av de andra studenterna på kursen. Del efter del började ramla ut, som vi kunde titta närmare på.
– Vi hade ganska tydliga avgränsningar i projektet, säger Marcus Varvne. Vi hade djup, bredd, höjd och längd, mått som vi måste klara. Om någon skulle se skisserna som vi hade efter den första veckan i dag, så skulle de antagligen tycka att de var ganska lika slutresultatet. Men vi som var med vet hur många timmars arbete som ligger bakom den slutliga färjan.
Mindre grupp – mer ansvar
Med en utarbetad skiss började själva arbetet med att konstruera färjan. I ett första skede skapade gruppen ett ”work preference sheet”, ett dokument där varje del av projektet var med, och sen fick var och en av dem skriva hur gärna eller ogärna de ville arbeta med de olika delarna.
Eftersom gruppen var liten i jämförelse med tidigare års studentgrupper blev ansvaret väldigt mycket större per person.
– Tidigare år har det varit fyra grupper med två-tre specifika personer på varje område, säger Marcus Varvne. Vi var bara fem, så vi fick mer välja var sitt delområde att arbeta med, och det blev ett stort ansvar per person. Det gjorde att det var svårt att kunna hjälpa andra i gruppen.
– Men det blev väldigt bra till slut, säger Arvid Sörfeldt. Alla ville inte arbeta med samma sak i projektet, utan vi var en grupp som var bra anpassad för uppgiften och vi hade alla delar som vi behövde.
Kursen och arbetet med att skapa konceptet för färjan pågick under 15 veckor på hösten. Just tiden nämner de som en av de största utmaningarna längs vägen. De gav sig själva tydliga korta deadlines, ”om två dagar ska vi vara klara med det här”, presenterade resultat för varandra – som kanske inte alltid var de bästa möjliga, och de fick backa och göra om.
– Det är mycket som ska falla på plats och kopplas ihop för att det ska bli ett koncept som fungerar som en enhet, säger Arvid Sörfeldt. Det är en sak som jag känner en stor stolthet över, att vi fick ihop det.
Just att göra om och att testa nya saker lyfter de som en av de största lärdomarna längs vägen. Marcus Varvne beskriver det som att när man konstruerar den här sortens båt så är kraven i processen väldigt motsägelsefulla.
– Det finns ingen rak väg framåt. Det är en balans mellan alla delar. Man vill till exempel ha batterier, men samtidigt inte för stora batterier för de är tunga och en foilande båt ska vara så lätt som möjligt. Vi kunde sitta en hel dag och nöta något, och tro att vi hade den bästa lösningen, men sen visade det sig att det inte fungerade alls.
Just att konstruera någonting som är helt nytt, utan att upprepa något som någon har gjort tidigare, tycker de är en av de största behållningarna med kursen. Resultaten från studenternas arbete kommer nu att tas vidare in i ett exjobb.
– Vi gör något unikt, vi gör en ny båt för en ny kund, säger Marcus Varvne. Om tio år kanske vår design och vårt koncept har blivit någonting, kanske grunden till en riktig färja, och det är väldigt motiverande.
Om kursen och HSC Vinga
Målet med kursen Marine Design Project var den här gången att i grupp skapa och designa ett koncept för en passagerarfärja, driven av batterier och så kallad hydrofoil-teknik, som skulle kunna trafikera Göteborgs södra skärgård.
Studenternas konceptfärja döptes till HSC Vinga, väger drygt 73 ton, är 30 meter lång, 8,4 meter bred och har en marschhastighet på 30 knop. Det är en katamaranfärja, byggd av kolfiberförstärkt polymerplast, med kapacitet på upp till 190 passagerare och 20 cyklar.
På färjan sitter två så kallade foil-vingar: Dels en U-formad foil mitt på färjan, dels en T-formad foil i aktern. Vid en hastighet på 20 knop lyfter färjan ur vattnet.
Här kan du läsa om kursen Konstruktionsprojekt marinteknik (Marine Design Project).
- Universitetslektor, Marin teknik, Mekanik och maritima vetenskaper