NO20100267A1 - Trimaran pendelferge - Google Patents

Abstract

En dobbeltendet eller "pendel"-trimaranferge med en skrogform (2, 3) som er i det vesentlige identisk i begge ender (21a, 21b), slik at fartøyet kan skyttle frem og tilbake mellom fergeterminaler uten å snu. Fartøyet er symmetrisk sideveis omkring senterskrogets senterlinje og har et sentralt skrog (2) som bærer en hovedandel av fartøyets deplasement, og sideveis anordnede sideskrog (3). Oppfinnelsen er spesielt egnet som en dobbeltendet eller "pendel"-ferge for ruter med et betydelig behov for fart og i utsatte farvann med ufordelaktige bølgeretninger.

Description

Innledning

Den foreliggende oppfinnelsen gjelder en pendelferge, altså en ferge med lik utforming i begge ender. Mer spesifikt er trimaranfergen ifølge oppfinnelsen konstruert for bruk i grov sjø med store bølger med fremtredende forfra skrått og tvers innkommende sjøer mot fergen, men trimaranfergen har altså fordelaktige egenskaper i miljømessig sårbare farvann på grunn av dens lave hekkbølgesignatur.

Bakgrunn:

En fergeløsning ble opprinnelig søkt for en bestemt rute som krysser ytre Oslofjord, men løsningen som har blitt funnet er også passende for andre relativt korte men værmessig utsatte fergeruter. Den bestemte ruten har følgende karakteristika: - Enveis distanse mellom planlagte terminalramper er 7,4 nautiske mil.

- Hyppige avganger, fortrinnsvis hver time for én ferge.

- Antatt 6 minutters vendetid i havn og 3 minutter for manøvrering og akselerasjon/hastighetsreduksjon, 21 minutter er således tilgjengelig for full seilingshastighet. En seilingshastighet på minst 21 knop er således påkrevet. - Det er en værutsatt rute med fremtredende vind og bølgeretning fra sør til sørvest. Store bølger forekommer bare fra sør til sørvest, og store dønninger vil komme inn fjorden som skrått forfra og tversbølger på fergen som krysser fjorden. - Helt nye fergehavner og fendersystemer må bygges på begge sider av fjorden i miljømessig sårbare områder. - Det ville være en fordel med lave fergeramper og fendersystemer for å ha lavprofilshavner som er mer visuelt og miljømessig akseptable.

Vending i havn bør unngås av en rekke grunner: Man bør unngå å forstyrre omkringliggende hytter og fritidsfartøyer. Vending kan være vanskelig eller forbudt på grunn av plassmangel og det er svært dyrt å utvide ved å dregge eller sprenge fast fjellgrunn på bunnen. Man bør unngå å forstyrre bunnbiotoper med fremdriftsinnretningene så som vannjet eller propeller. Man bør spare verdifull vendetid som ellers kunne ha vært brukt til overfarten. - Fastlands-infrastruktur og et tett befolket område på vestsiden av fjorden gjør det vanskelig for store lastebiler å kjøre til havnen uten store investeringer. Således vil behovet for å transportere store mengder av lastebiler være begrenset, og fergen burde være liten til middels stor fordi trafikkmengden vil være begrenset til personbiler, små lastebiler og busser. Således må man benytte en liten ferge som skal ha en relativt stor seilingshastighet i sammenligning med dens vannlinjelengde, og således vil fergen operere på et høyt Froude-tall, Fn=v/sqrt(L<*>g), hvor v=fartøyets hastighet i m/s, L=vannlinjelengden im, og g er tyngdens akselerasj on. - Miljøskatt på NOx-avgift er i henhold til dieselforbruk. Installert effekt bør være lav, og alternative drivstoff så som LNG og biogass bør tas i betraktning.

En stor og kraftig motorisert ordinær pendelfergen (over 100 meter l.o.a.), kan konstrueres med en marsjfart på 21 knop, men en slik konvensjonell ferge ville være dyr både å bygge og operere. Kapasiteten på en slik ferge ville i vesentlig grad overskyte etterspørselen på denne ruten.

Pendelkatamaraner har slanke skrog og kan operere ved høye Froude-tall for å oppnå en hastighet på over 21 knops marsjfart med en rimelig fartøystørrelse sammenlignet med etterspørselen. Imidlertid er pendelkatamaraner stive og ukomfortable i sjøer som kommer inn forfra på skrått og på tvers. Tunnelklaringen vil måtte være høy for å unngå slamring i store havdønninger (og bølgerefleksjoner fra land). Tunnelklaringen vil drive opp investeringskostnadene for havnefasilitetene.

Tysk bruksmønster DE 20 2004 020 606 Ul beskriver en slik to-endet katamaranskrogferge. Den tyske katamaranen har lange slanke skrog. Propeller er anordnet i katamarantunnelen. Videre har den tyske fergen et generelt åpent bildekk. En slik ferge ifølge det tyske bruksmønsteret er ikke tilpasset for utsatte sjøområder med harde værforhold og utsatt for skrått innkommende bølger forfra og på tvers. Tung sjø forfra ville være uoverkommelig for en ferge ifølge det tyske bruksmønsteret. En annen ulempe er den at en slik katamarandesign vil være stiv og ukomfortabel.

Ordinære hurtiggående katamaran- og trimaranferger kan bygges i riktig størrelse tilpasset rutens etterspørsel. Mens katamaranen er stiv og ukomfortabel i sjø på skrått inn forfra og på tvers, ville en trimaran gi overlegne sjøegenskaper og komfort. Både en konvensjonell katamaran og en konvensjonell trimaran ville måtte vende i havn, og de ville kreve lenger tid for manøvrering og vending enn en pendelferge. Således ville den påkrevde marsjfart og fremdriftskraft vesentlig overskyte den tilsvarende for en pendelferge. Videre måtte havnene utvides ved dregging eller sprengning (dersom i det hele tatt det er mulig), begge til betydelige kostnader.

Kort sammendrag av oppfinnelsen.

Oppfinnelsen er en trimaran-pendelferge (1) med et sentralt deplasementsskrog (2) med en første ende (21a) og en andre ende (21b), to sideskrog (3), i det minste én motor (25) som gir kraft til propulsorer (4), og et hoveddekk for kjøretøyer eller last;karakterisert ved

<*>at det sentrale deplasementsskroget (2) er innrettet for å bære en hoveddel av fergens (1) deplasement;<*>at sideskrogene (3) er symmetriske om fergens (1) fartøy-senterlinj e;<*>at det sentrale deplasementsskroget (2) og sideskrogene (3) generelt er symmetriske forut og aktenfor en midtskipsseksjon;<*>hvor sideskrogene (3) har en konstruksjonsvannlinjelengde på mellom en tredjedel og hele lengden av konstruksjonsvannlinjelengden av det sentrale deplasementsskroget (2). Fergen (1) ifølge oppfinnelsen vil ha gode sjøegenskaper i utsatte sjøområder med bølger inn på skrå forfra og på tvers sammenlignet med pendelferger ifølge den kjente teknikk.

I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen omfatter pendelfergens (1) hoveddekk (5, 5c) et sentraldekk (5c) som strekker seg hovedsakelig langs hele lengden mellom den første enden (21a) og den andre enden (21b).

I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen omfatter pendelfergens (1) hovedsentraldekk (5c) ifølge krav 2 noen sidedekk (5s) anordnet langs begge sider av hovedsentraldekket (5c). I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen vil påkjøringsrampene på fergen (1) være langs hovedsentraldekket (5c) av fergen. Alternativt kan dekket (5) være utstyrt med en skrårampe eller siderampe. Den sentrale delen (5c) av hoveddekket kan omfatte en forsenkning for å tillate klaring over store kjøretøyer i sentralskroget.

Fordeler ved oppfinnelsen

En bestemt foredel ved oppfinnelsen er dens egenskaper under tøffe værforhold, dvs. sjøegenskapene til fartøyet ifølge oppfinnelsen.

Videre har trimaranen ifølge oppfinnelsen lav hekkbølge og er således egnet for miljømessig følsomme farvann og vil utgjøre lite skade på strender og på annen trafikk og lystfartøyer, til og med ved store hastigheter.

Oppfinnelsen og løsningen på problemet, pendel-trimaranfartøyet, vil gi de samme hovedfordelene som konvensjonelle pendelferger, dvs. at den ikke må vende i havn, at den vil være lett manøvrerbar og at bildekket vil gi gjennomkjøring for biler og lastebiler, og gjennomgang for passasjerer.

Fergen ifølge oppfinnelsen kan ha relativt høy marsjhastighet og kan operere komfortabelt og effektivt i grov sjø med sjøer forfra på skrått og på tvers.

Videre vil tung sjø forfra ikke forårsake tung slamring for en ferge ifølge den foreliggende oppfinnelsen på grunn av

sideskrogarrangementet med relativt smale tunneler sammenlignet med den veldig brede tunnelen for en katamaran av sammenlignbar størrelse.

En betydelig fordel ved pendel-trimaranfergen ifølge oppfinnelsen er det faktum at den ikke må vende i havn, og sparer tiden som ellers er påkrevet for manøvrering og vending. Således er den påkrevde marsjhastighet og fremdriftskraft vesentlig redusert sammenlignet med en ordinær katamaran eller trimaranferge. Videre er pendel-trimaranf ergen lett manøvrerbar og krever lite rom for manøvrering i havn.

Pendel-trimarankonstruksjonen vil tillate slank skrogdesign av både det sentrale skroget og sideskrogene, og marsj hastigheten kan vesentlig overskride det for en konvensjonell pendelferge av samme lengde. Med hensyn til marsj hastighet vil trimaranen konkurrere med pendelkatamaraner av tilsvarende lengde. Imidlertid vil pendel-trimaranf ergen ifølge oppfinnelsen ha vesentlige fordeler med hensyn til tøft vær, spesielt i sjøer som kommer inn på skrått forfra og på tvers.

Pendel-trimaranfergen er skalerbar, og pendeltrimaraner kan bygges om små passasjerferger og opp til store pendelferger av ro-ro-typen.

En fordel ved pendeltrimaranfergen ifølge oppfinnelsen er at skroget er mindre dødvektsensitivt sammenlignet med et pendel-katamaran-fartøy. denne reduserte dødvektsensitiviteten kombinert med muligheten for å anordne maskinrommet sentralt vil tillate relativt tunge brenselsceller eller dieselelektriske arrangementer å brukes i kombinasjon med alternative drivstoff som LNG eller biogass.

Videre, med et stort og beskyttet senterskrog som bærer en gasstank som en LNG-drivstofftank, ville pendeltrimaranen gi forbedret sikkerhet sammenlignet med ordinære enkeltskrogsfartøyer eller katamaranskrogsarrangementer.

En fordel ved fergen er styrken som kan gis ved formen på tverrsnittet av fartøyet. Generelt vil pendeltrimaranen ha en midskipsseksjon med form som er mer effektivt i å motstå langsgående bøemomenter og torsjonsmomenter enn midtskipsseksjonen for en pendelkatamaran. Således vil pendeltrimaranen være lettere, gitt de samme last- og fartskravene. Spesielt vil dette være tilfelle i utsatte sjøområder med krav om innelukkede eller halvt innelukkede værdekk. I en ytterligere fordelaktig utførelse av oppfinnelsen utstyrt med en overbygning over dekk, vil overbygningen av pendeltrimaranen danne en helhetlig del av den globale strukturelle styrken av fartøyet.

En fordel ved en utførelse av oppfinnelsen er kombinasjonen av et vannjetfremdriftssystem i begge endene av det sentrale skroget, med vippbar rundet bulbnese som kan senkes for å danne en ordinær bulbform når den fungerer som bulbbaug, og for å heves for å eksponere en vannjetdyse.

Kort figurforklaring

Oppfinnelsen er illustrert i de vedlagte tegningene hvor

Fig. 1 er generalarrangement for fergen ifølge oppfinnelsen. Fig. la viser et langskipssnitt og delvis sideriss av en utførelse av oppfinnelsen ifølge oppfinnelsen, Fig. lb viser et midtskipstverrsnitt av utførelsen av fartøyet vist i Fig. la. Fig. lc viser et planriss langs en vannlinjesnitt av skrogene av fartøyet vist i Fig. la og lb. Fig. 2 viser en utførelse av oppfinnelsen med en vannjetpropulsor anordnet som en integrert del av et bulbbaug-arrangement av det sentrale skroget. Fig. 2a er et delvis lengdesnitt og delvis sideriss av vannjet-arrangementet. Fig. 2b er et delvis horisontalsnitt nær vannlinjen og viser et endeparti av trimaranskrogene som viser deler av vannjetarrangementet for bulben omfattende et vippbart bulbhode. Fig. 2c er et enderiss av trimaranfergen ifølge oppfinnelsen og viser det vippbare rundede bulbhodet hevet og som derved eksponerer dysen av vannjeten. Fig. 2d ligner Fig. 2a men har det vippbare rundede bulbhodet i en senket stilling for å danne en ordinær bulbhodeform, og med omdirigerte vannjetstrømmer. Fig. 2e ligner Fig. 2b og illustrerer det senkede runde bulbhodet med delvis lateralt omdirigerte vannjetstrømmer. Fig. 2f viser det samme riss som Fig. 2c men med det vippbare rundede bulbhodet senket for å danne en ordinær bulbhodeform. Fig. 3a er et sideriss av en utførelse av oppfinnelsen med en thruster anordnet under en endedel av det sentrale skroget. Fig. 3b er et sideriss av en utførelse av oppfinnelsen med en isbrytende baug med iskniv og anordnet med et konvensjonelt ror, og med en ordinær vridbar propell med variabel stigning i begge ender av det sentrale skroget.

Utførelser av oppfinnelsen

Utførelsen av oppfinnelsen illustrert i Fig. 1 er en såkalt "double ended", altså "pendel"-trimaranferge (1) med et sentralt deplasementskrog (2) med en første ende (21a) og en andre ende (21b), og to sideskrog (3), i det minste én motor (25), og propulsorsystem (4). Sideskrogene kan være hovedsakelig identiske. Sideskrogene (3) er symmetrisk anordnet om det sentrale skroget (2), og om en fartøy-senterlinje for det sentrale deplasementskroget (2). I fergens lengderetning, er det sentrale skroget (2), som er hoved-deplasementskroget, og sideskrogene (3) hovedsakelig symmetriske om en midtskipsseksjon. På denne måten kan trimaranfergen kjøre begge veier. Det sentrale skroget (2) er vesentlig større enn sideskrogene og er innrettet for å bære en stor andel av fergens (1) deplasement. Sideskrogene bidrar hovedsakelig til den statiske og dynamiske stabiliteten for fergen. Fergen (1) omfatter videre et hoveddekk (5, 5c). Sideskrogene (3) har en konstruksjonsvannlinjelengde på mellom hvor sideskrogene (3) har en konstruksjonsvannlinjelengde på mellom halve og to tredjedeler, eller til og med hele lengden av en konstruksjonsvannlinje av det sentrale deplasementskroget (2). Sideskrogene (3) er hovedsakelig for å gi stabilitet til fergen, og de kan videre tillate en stor bredde av dekket (5, 5c, 5s) for å gi et stort dekksareal for kjøretøyer eller gods.

Fartøyet ifølge oppfinnelsen er skalerbart i størrelse i henhold til markedets behov. Fartøyet er lettere skalerbart enn konvensjonelle "double-ended" ferger, altså pendelferger, spesielt på utsatte ruter med ganske store krav til fart.

I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen omfatter pendel-trimaranf ergens (1) hoveddekk (5) et sentraldekk (5c) som strekker seg hovedsakelig langs hele lengden mellom den første enden (21a) og den andre enden (21b). Fergen kan ha sidedekk anordnet på begge sider av hoved-sentraldekket (5c). Dekket (5, 5c, 5s) kan strekke seg sideveis til hele fergens bredde. I en utførelse av oppfinnelsen har fergen en baugvisirport anordnet i hver ende, i begge endene av sentraldekket (5, 5c) utstyrt med en baugkonnektor for å koble fergen til en låselem i havnen.

Hvert av sideskrogene kan være sideveis symmetriske. I en utførelse av oppfinnelsen kan hvert av sideskrogene være sideveis asymmetriske slik som vist i Fig. lb. Sideskrogene (3) er symmetriske sideveis på begge sider av fartøyets langakse, også illustrert i Fig. lb.

I en utførelse av oppfinnelsen er den utovervendende skrogsiden (33) av hvert sideskrog (3) generelt plan, eller i det minste delvis parallell med fergens senterlinje langs en stor andel av sideskrogenes (3) lengde. I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er den utovervendende skrogsiden (33) utstyrt med en eller flere horisontalt fendere (35) med horisontal utstrekning anordnet i det minste langs den hovedsakelig plane delen av den utovervendende skrogsiden (33) og anordnet i en lav stilling og over vannlinjen. Med dette arrangementet kan fergen ifølge oppfinnelsen legge til langs en lav kai med konvensjonell fendring, for eksempel bildekk. På denne måten krever fergen ifølge oppfinnelsen ingen høye eller dyre kaifenderarrangementer.

I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er sideskrogene (3) anordnet for å være av deplasementstypen, hovedsakelig uten dynamisk løft. De kan også være innrettet planende eller for eksempel gi dynamisk løft ved bruk av planende flater.

Sideskrogene (3) har i en foretrukket utførelse av oppfinnelsen en konstruksjonsvannlinjelengde på mellom halve og tre fjerdedeler av konstruksonsvannlinjelengden av det sentrale deplasementskroget (2).

I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er bredden av trimaranfergen (1) er mellom en femtedel og halvparten av konstruksjonsvannlinjelengden av det sentrale deplasementskroget (2). Bredde/lengdeforholdet kan avhenge av lengden på det aktuelle fartøyet, godsetterspørsel, godsblanding og generelle karakteristika for fergeruten.

Tunneler dannet mellom det sentrale deplasementskroget (2) og sideskrogene (3) har en klaring fra konstruksjonsvannlinjen. Fortrinnsvis har tunnelene har en klaring som varierer i fartøyets lengderetning. Klaringen kan variere i skipets tversretning og ha en generell opp-ned U-form.

Den første og / eller den andre enden (21a, 21b) kan omfatte en bulb-baug, en isbrytende baug, en rund bilge-baug, en bølge-skjærende baug, eller en semi-swath-type baug.

Hoveddekket (5, 5c) er risset opp med brutt linje i Fig. lc. I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen kan den være et kjøretøydekk som er kurvet konkavt oppover i lenderetningen (har negativt spring) for å tillate lave påkjøringsramper i hver ende av fartøyet og som således krever lave påkjørselsramper. Dette er en vesentlig fordel både med hensyn til byggekostnader for landfasiliteter så vel som å tillate landterminaler med lave, visuelt miljøvennlige silhuetter. I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen har hoveddekket (5, 5c, 5s) har en bredde som er generelt lik med bredden av fergen (1), for å utnytte hele fartøyets bredde for å gi plass til et stort kjøretøy-eller godsdekk, slik som indikert i Fig. lc.

Den sentrale delen (5c) av hoveddekket (5) kan være forsenket i forhold til sidedekkene (5s). Den sentrale delen (5c) av hoveddekket (5) kan omfatte en kjørefil (s) konstruert med lite, intet eller negativ kurvatur (altså med spring) i lengderetningen. Den forsenkede delen (5c) kan gi rom over taket for busser og lastebiler. Dette kan tillate fergen ifølge oppfinnelsen å frakte busser eller lastebiller på et mindre fartøy enn sammenlignet med en katamaranferge.

Hovedsentralskroget (2) og sideskrogene (3) kan være utstyrt med styreaktuatorflater (15) nær en eller flere av den første og den andre enden (31a, 31b) av sideskrogene. Styreaktuatorflåtene kan reguleres for å redusere rotasjonsbevegelser av fartøyet under seiling i grov sjø, spesielt med hensyn til rulling, men muligens også med hensyn til stamping. I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er styreaktuatorflåtene (15) anordnet på sideskrogene (3), vennligst se Fig. lc, hvor aktuatorflåtene (15) er rettet mot det sentrale skroget (2) slik at det ikke skal komme i konflikt med kaien under kailigge. Videre kan trim- og stampeaktuatorstyreflater (16) være anordnet nær forre og aktre ende av hovedskroget (2) som illustrert i Fig. la og Fig. lc. Formålet med trim- og stampe-aktuatorstyref låtene (16) er å regulere trim og stamping så vel som å virke som hydrodynamiske dempere av fartøyets bevegelser.

Propulsjonssystemet (4) kan omfatte thrustere eller ordinære propellere, propellere med variabel stigning, eller Voight-Schneider-propulsorer anordnet mot den første og den andre enden (21a, 21b). Pumpe-jet, ringjet eller vannjet kan med fordel benyttes. Slik vannjet-fremdrift kan gi en redusert interaksjon mellom fremdriftsenheten og skrogene, og redusert vedhengsmotstand sammenlignet med thrustere.

I en utførelse av oppfinnelsen har fergen hovedmotoren (25) anordnet i en sentral plassering i det sentrale skroget (2), fortrinnsvis i et maskinrom (26) anordnet nær eller ved midtskipsseksjonen av det sentrale skroget (2). Maskinen behøver ikke være plassert nøyaktig ved midtskipstverrsnittet og kan bytte plass med en av drivstofftankrommene i en av retningene. På grun av det relativt større dypgående og bredden av det sentrale skroget er der rikelig plass for maskinen (25) under dekk (5, 5c) og i rommene nær midtskipsseksjonen av det sentrale skroget (2). I en utførelse er en eller flere drivstofftanker (27) også anordnet i det sentrale skroget (2), fortrinnsvis nær og på begge sidene av midtskipsseksjonen, slik som illustrert i Fig. la og lc, i vanntette rom (45) adskilt fra maskinrommet (26) ved tversgående skott (42). Drivstofftankene (27) kan være ordinære dieseltanker, gasstanker under trykk, kryogene gasstanker, alt i henhold til egenskapene til maskinen (25) og drivstoffet. Den sentralt anordnede maskinen kan gi effekt til propulsorene (4) i begge endene av det sentrale skroget.

I tilfelle av en utførelse av oppfinnelsen utført som en liten ferge med begrensede effektkrav kan man benytte enkle lastebilmotorer anordnet over propulsorene med direktedrevne propulsorer i begge ender av fartøyet. Dette kan utgjøre en enkelt og billig arrangement for enkelt vedlikehold, idet en gaffeltruck er i stand til å løfte en maskin inn eller ut av sammenkobling med den direktedrevne propulsoren.

Kraftoverføringen fra maskinen (25) til propulsorene (4) kan være via roterende aksler (48) som strekker seg fra en girboks (29) av maskinen (25), via andre gir (49) og akslinger, til propulsorene (4) .

I en utførelse av oppfinnelsen skjer effektoverføringen fra maskinen (25) via en elektrisk generator (29') anordnet nær maskinen (25), via elektriske kraftkabler til elektriske motorer som driver propulsorene (4).

Den sentralt anordnede maskinen (25) kan spare vekt og byggekostnader og den sentralt plasserte vekten vil bidra til et redusert rotasjonstreghetsmoment om stampeaksen, noe som resulterer i bedre sjøegenskaper. Drivstofftankene (27) nær senter vil bidra til økt sikkerhet med hensyn til grunnstøting og kollisjon. I et sentralt anordnet maskinrom kan der være plass for relativt tunge brenselsceller eller dieselelektriske arrangement som kan brukes i kombinasjon med alternative drivstoff som LNG og biogass. I tilfelle av bruk av brenselsceller kan dette erstatte den sentralt anordnede maskinen (25) og den elektriske generatoren med brenselscellen (25').

Avhengig av størrelsen på fartøyet, den påkrevde marsj hastigheten, og havnedybden, kan propulsorene (4) omfatte ordinære akslingmonterte propellere i begge endene (21a, 21b) av det sentrale skroget (2), hvor slike akslingmonterte propellere kan være anordnet drevet av akslinger fra maskinrommet. Alternativt kan maskinakslingene eller elektriske motorer til thrustere anordnet under begge ender (21a, 21b) av det sentrale skroget (2) som illustrert i Fig. 3a, dersom vanndybden tillater det. Thrusterne kan også være anordnet på begge sider av begge ender (21a, 21b) av det sentrale skroget som illustrert i Fig. la og lc, hvis påkrevet av dybdehensyn, spesielt i havnene.

Fartøyet kan være utstyrt med ordinære ror (51) eller styreflater i hver ende, for å hjelpe til i manøvreringen. I en utførelse av oppfinnelsen har pendeltrimaranfergen en propulsor og rorarrangement slik som illustrert i Fig. 3b med en isbrytende baug med en iskniv (50), og utstyrt med et konvensjonelt ror (51), og med en ordinær variabel-stigningspropell (52) i hver ende av det sentrale skroget (2). Den sentrale akslingen (48) løper fra maskinen (25) til en girboks (49) som driver propellakslingen.

I en utførelse av oppfinnelsen kan propulsorene (4) omfatte vannjet (81) integrert i den forre og aktre enden (21a, 21b) av det sentrale skroget (2), med tilsvarende vanninnløp (83) anordnet gjennom bunnen av det sentrale skroget (2) en liten avstand bort fra den forre og aktre enden (21a, 21b). En impeller (86) anordnet nedstrøms i forhold til vanninntaket (83) mottar effekt fra hovedmaskinen (25) og trykksetter vannet og skyter det ut via dysen (85). I en foretrukket utførelse så som vannjet (81) kan det anordnes som integrerte deler av bulben (82), slik som indikert i Fig. la. En slik bulb-integrert vannjet kan omfatte et dreibart opplagret arrangement for et rundet bulbhode (84) som kan heves for å blottlegge en horisontalt rettet hovedvannjetdyse (85) når fartøyet løper i en retning slik at vannjeten danner en del av akterenden av skroget, vennligst se Fig. 2a, 2b, og 3c. Det rundede bulbhodet (84) kan senkes for å dekke hovedjetdysen (85), vennligst se Fig. 2d, 2e, og 2f. Når vannjeten er i den passive tilstanden når fartøyet løper i den motsatte retningen, danner det senkede bulbhodet (84) den foroverløpende baugenden av skroget. Hevingen og senkingen av det rundede bulbhodet (84) kan utføres ved hjelp av hydrauliske eller elektriske aktuatorer.

Det rundede bulbhodet (84) som kan kalles en vannjetbøtte, kan omfatte omdirigeringskanaler (87) for vannet for at bulbhodet (84) for å omdirigere vannstrålen når den er i den senkede stillingen for å bremse, eller for tilleggsframdrift, vennligst se Fig. 2 spesielt, men også Fig. 2d. Dysen (85) kan anordnes for å omdirigere vannstrømmen litt for å velge en av velge en av omdirigeringskanalene (87) i det rundede bulbhodet for å danne en siderettet kraft. De to vannjetene, en i hver ende av fartøyet, kan således brukes i kombinasjon for å gi en kraft i enhver ønsket horisontal retning.

Konseptet med "dobbeltende"-trimaraner, altså pendeltrimaraner, vil fungere med et bredt spekter av skrogformer og baugarrangementer, som for eksempel bulbbauger, semi-swath, eller isbrytende bauger. Således kan hoveddimensjonene, skrogformer og generalarrangement optimeres i henhold til nyttelast, hastighet, miljømessige betraktninger og økonomi.

Pendeltrimaranens skrog (2, 3) kan arrangeres og konstrueres for å unngå slamring til og med i grov sjø. Den dobbeltendede trimarankonstruksjonen gir overlegne sjøegenskaper i skrått forfra og tvers innkommende bølger sammenlignet med dobbeltendede ferger og dobbeltendede katamaraner av sammenlignbar lengde. Akselerasjoner og stampe- og rullevinkler er avgjørende for passasjerkomforten og behovet for å surre kjøretøyer. For ytterligere å forbedre de fordelaktige sjøegenskapskarakteristika, kan pendeltrimaranen utstyres med et aktivt bevegelsesdempende system. Passive stabilisatorer, finner eller kjøler kan også installeres. Eksitasjonskreftene på det dobbeltendede trimaranskroget av fartøyet ifølge oppfinnelsen er signifikant mindre enn for en sammenlignbar pendelkatamaranferge. Videre er det mindre krevende å dempe og regulere bevegelsene for en hydrostatisk og hydrodynamisk mykere dobbeltendet trimaran enn for en stiv dobbeltendet katamaran.

For operasjon i rolige farvann kan den dobbeltendede trimarankonstruksjonen anordnes med lav tunnelklaring, stor bredde og lange sideskrog for å gi et stort fartøydekk. Motsatt, for en dobbeltendet trimaranferge for operasjon under tøffe værforhold kan den anordnes med høy tunnelklaring og mindre bredde og kortere sideskrog for å oppnå å være mindre utsatt for slamring under dekk, og stampe- og rulle-induserende krefter.

Tunnelklaringen kan konstrueres for å variere i lengderetningen så vel som på tvers. Langsetter kan tunnelklaringen variere fra høyden av senterskrog-toppdekket i fremre del av fartøyet, til så lavt som vannlinjen ved midtskipsseksjonen. Tunnelen kan også konstrueres med en konstant klaring til vannlinjen, varierende fra null til høyden av senterskrogets toppdekk.

I tilfelle av en dobbeltendet, altså en "pendel" bilferge- eller ro-ro-trimaran kan påkjøringsrampene anordnes som baugramper, skråttløpende ramper eller sideramper. Valget av ramper vil avhenge av fartøyets størrelse, dets tilløpsvinkler i baugen, landfasilitetene, samt blandingen av last. Landfasilitetene kan utstyres med ramper som er innrettet til å kobles til fartøyet og forhindre fartøyet fra eksessiv trimming under lasting og avkjøring av store lastebiler. Hurtig responderende ballasttanker kan også løse problemet med eksessiv trimming. Problemet med eksessiv trimming for lasting og avkjøring av lastebiler vil avta med fartøystørrelsen.

Dobbeltendede trimaraner har en fordel over dobbeltendede katamaraner når man legger til kai. Dobbeltendede katamaraner er lette, brede og stive, og til og med små bølger i havnen, til og med skipets egne bølger når det nærmer seg havnen ved anløp, kan gjøre det tidkrevende å forbinde seg med koblingsbroen på grunn av eksessive rulle- og vertikalbevegelser. Dobbeltendede eller "pendel"-trimaraner er hydrodynamisk sett mykere og har ikke dette problemet.

Den dobbeltendede trimaranen kan designes med lave fendere og lavt hoveddekk for å tillate lave fergelemmer på kaiene og billige og visuelt sett miljøvennlige havnefasiliteter.

Hoveddekket for biler kan designes med en konveks kurvatur langsgående mot midtskipsseksjonen for å tillate lave fergelemmer på land i begge ender, mens man utnytter den maksimale bredden av fartøyet for å gi romme et så stort som mulig dekksareal. Senterfilen eller -filene kan konstrueres med mindre eller uten kurvatur for å gi dekksklaring for busser og lastebiler. Med et slikt arrangement kan et hengedekkarrangement også monteres over det sentrale dekket. Den dobbeltendede trimarankonstruksjonen vil være i stand til å bære busser og lastebiler ved en mindre fartøystørrelse sammenlignet med høyhastighetskatamaraner og dobbeltendede katamaraner med lukkede eller halvåpne værdekk.

Med et potensiale for hurtig akselerasjon til marsjhastighet, en lav topp i motstandskurven og lav hekkbølge, kan den dobbeltendede trimaranen være et levedyktig alternativ i miljømessig følsomme områder. Den dobbeltendede trimaranen har en iboende egenskap som gir en fordelaktig lav hekkbølge lite dyptgående og muligheten for å danne en lavsilhuetthavn og landingsfasilitetene kan være avgjørende for levedyktigheten for en fergerute i et miljømessig følsomt område.

Overbygningen av en dobbeltendet trimaran kan danne en integrert del av den lastbærende strukturen og således bidra til den helhetlige fartøystyrken. Generelt vil den dobbeltendede trimaranen ha et midtskipstverrsnitt som mer effektivt motstår langsgående bøyemomenter og torsjonsmomenter enn midtskipsseksjonen av en dobbeltendet katamaran. Således vil den dobbeltendede trimaranen være lettere gitt de samme last- og fartskrav. Spesielt vil dette holde for utsatte farvann med krav til lukkede eller halvt lukkede værdekk. Den dobbeltendede trimaranen vil typisk ha en større andel av dens deplasement båret av det større sentrale skroget for minimalisere motstand. Faktorene ovenfor i kombinasjon vil gi den dobbeltendede trimaranen et lavere vått overflateareal og således mindre motstand sammenlignet med en dobbeltendet katamaran med like hastighets- og lastkrav.

Den dobbeltendede trimaranen ifølge oppfinnelsen er utstyrt med langsrettede vanntette skott (41) som indikert i

tverrsnittstegningen i Fig. lb. Antallet og den nøyaktige sideveis plasseringen av de langsgående skottene (41) kan bestemmes av skipskonstruktøren. Det sentrale skroget (2) og sideskrogene (3) er med fordel utstyrt med tversgående vanntette skott (42, 44) som danner vanntette rom (45, 47), vennligst se Fig. la og lc, for å sikre fartøyets skadestabilitet. Videre kan ett eller flere av de vanntette rommene (45) i sentralskroget (2) være utstyrt med en dobbeltbunn (43) som illustrert i Fig. la og lb. Det sentrale skroget (2) har et vesentlig større dyptgående enn sideskrogene (3) og er således mer utsatt for grunnstøtingsskade enn sideskrogene (3). I tilfelle av punktering av ett eller flere vanntette rom (45) av det sentrale skroget (2) vil fartøyet flyte på sideskrogene (3) og de gjenværende intakte rommene av sentralskroget. Således vil lite stabilitet gå tapt. I tilfelle skade på ett av de vanntette rommene (47) i sideskrogene (3) har hvert av disse rommene et lite volum og vil kun påføre et lite slagsidemoment på fergen. Alt i alt gir arrangementet med trimaranskrog og seksjoneringen av dem i vanntette rom gi en sikker plattform med god skadestabilitet i tilfelle grunnstøting, grunnberøring med stevnen, eller kollisjon.

Dette bidrar til passasjersikkerhet og kan fremme evakuering av passasjerer i en tilstand av lite slagside og liten trimvinkel.

En dobbeltendet katamaran vil vanligvis ha maskiner anordnet i hvert skrog, og ofte ha fire maskiner og fire propulsorer. Et slikt arrangement krever således fire maskinrom som er dyre og ufordelaktig å operere. Videre er en slik vektfordeling med vekten mot for og akter uheldig med hensyn til sjøegenskaper. Dobbeltendede trimaraner ifølge oppfinnelsen kan ha ett maskinrom og to propulsorer, dvs. en i hver ende av fartøyet. På grunn av det større senterskroget og generalarrangementet for den dobbeltendede trimaranen sammenlignet med de smalere skrogene av en dobbeltendet katamaran vil konstruktøren ha et videre valg av passende maskiner, drivstoff og propulsorer.

Med et stort og beskyttet senterskrog kan den dobbeltendede trimaranen utstyres med tanker for likvifisert eller trykksatt gass, slik som for eksempel LNG eller CNG. Et slikt skrogarrangement gir betydelige kollisjonssoner om den beskyttede plasseringen av LNG-tankene som er en fordel i tilfelle kollisjon eller grunnstøting. Dette ville vanskelig kunne oppnås på en dobbeltendet katamaran på grunn av sikkerhetsbestemmelser som krever en beskyttet lokalitet.

Den dobbeltendede trimaranen ifølge oppfinnelsen har et vesentlig høyere hastighetspotensiale enn konvensjonelle dobbeltendede ferger, har sterke væregenskaper og kort vendetid i havn. Den dobbeltendede trimaranen vil kunne konkurrere med konvensjonelle og hurtiggående ferger på korte til moderat lengde på strekningene.

Levedyktigheten til pendelfergekonseptet blir vesentlig utvidet med oppfinnelsen av den dobbeltendede trimaranfergen ifølge oppfinnelsen.

Claims (29)

1. En trimaran-pendelferge (1) med et sentralt deplasementsskrog (2) med en første ende (21a) og en andre ende (21b), to sideskrog (3) , i det minste én motor (25) som gir kraft til propulsorer (4), og et hoveddekk for kjøretøyer eller last; karakterisert ved <*>at det sentrale deplasementsskroget (2) er innrettet for å bære en hoveddel av fergens (1) deplasement; <*>at sideskrogene (3) er symmetriske om fergens (1) fartøy-senterlinj e; <*>at det sentrale deplasementsskroget (2) og sideskrogene (3) generelt er symmetriske forut og aktenfor en midtskipsseksjon; <*>hvor sideskrogene (3) har en konstruksjonsvannlinjelengde på mellom en tredjedel og hele lengden av konstruksjonsvannlinjelengden av det sentrale deplasementsskroget (2).

2. Trimaran-pendelfergen (1) ifølge krav 1, hvor hoveddekket omfatter et sentraldekk (5c) som strekker seg hovedsakelig langs en full lengde mellom den første enden (21a) og den andre enden (21b).

3. Trimaran-pendelfergen (1) ifølge krav 2, omfattende sidedekk (5s) anordnet på begge sider av hoveddekket (5c).

4. Trimaran-pendelfergen (1) ifølge krav 1, hvor hvert av sideskrogene (3) er symmetriske regnet i sideveis retning.

5. Trimaran-pendelfergen (1) ifølge krav 1, hvor hvert av de to sideskrogene (3) er asymmetriske regnet i sideveis retning.

6. Trimaran-pendelfergen (1) ifølge krav 1, hvor sideskrogene (3) er symmetriske med hensyn til fartøyets senterlinje.

7. Trimaran-pendelfergen (1) ifølge krav 1, hvor en utovervendende skrogside (33) av hvert sideskrog (3) generelt er plan og parallell med fergens senterlinje langs en hoveddel av sideskrogets (3) lengde.

8. Trimaran-pendelfergen (1) ifølge krav 7, hvor den utovervendende skrogsiden (33) er utstyrt med en fender (35) som strekker seg i horisontal retning anordnet hovedsakelig langs den plane delen av den utovervendende skrogsiden (33) og innrettet i en lav stilling over vannlinjen.

9. Trimaran-pendelfergen (1) ifølge krav 1, hvor sideskrogene (3) er innrettet for å være av deplasementstypen, hovedsakelig uten dynamisk løft.

10. Trimaran-pendelfergen (1) ifølge krav 1, hvor sideskrogene (3) er innrettet for å være planende, eller for ellers å gi dynamisk løft.

11. Trimaran-pendelfergen (1) følge krav 1, hvor sideskrogene (3) har en konstruksjonsvannlinjelengde på mellom halve og to tredjedeler av konstruksjonsvannlinjen av det sentrale deplasementskroget (2).

12. Trimaran-pendelfergen (1) følge krav 1, hvor bredden av trimaranfergen (1) er mellom en femtedel og halvparten av konstruksjonsvannlinjelengden av det sentrale deplasementskroget (2) .

13. Trimaran-pendelfergen (1) følge krav 12, hvor bredden av trimaranfergen (1) er en tredjedel av konstruksjonsvannlinjelengden av det sentrale deplasementskroget (2).

14. Trimaran-pendelfergen (1) følge krav 1, tunneler dannet mellom det sentrale deplasementskroget (2) og sideskrogene (3) har en klaring fra konstruksjonsvannlinjen.

15. Trimaran-pendelfergen (1) følge krav 14, hvor tunnelene har en klaring som varierer i fartøyets lengderetning.

16. Trimaran-pendelfergen (1) følge krav 14, hvor tunnelene har en klaring som varierer i skipets tversretning og har en generell opp-ned U-form.

17. Trimaran-pendelfergen (1) følge krav 1, hvor i det minste en av den første og andre enden (21a, 21b) omfatter en bulb-baug, en isbryterbaug, en rund bilge-baug, en bølge-skjærende baug, eller en semi-swath-type baug.

18. Trimaran-pendelfergen (1) følge krav 1, hvor hoveddekket (5, 5c) er et fartøydekk som er kurvet konkavt oppover i lenderetningen (har negativt spring) for å tillate lave påkjøringsramper i hver ende.

19. Trimaran-pendelfergen (1) følge krav 1, hvor hoveddekket (5, 5c, 5s) har en bredde som er gjenerelt lik med bredden av fergen (1), for å utnytte hele fartøyets bredde for å gi plass til et stort kjøretøy- eller godsdekk.

20. Trimaran-pendelfergen (1) følge krav l,hvor den sentrale delen (5c) av hoveddekket (5) omfatter en kjørefil (s) konstrurert med lite, intet eller negativ kurvatur (altså med spring) i lengderetningen for å gi et nedsenket sentralparti (5c) av hoveddekket for å rom over taket for busser og lastebiler.

21. Trimaran-pendelfergen (1) følge krav 1, hvor sideskrogene (3) er utstyrt med styreaktuatorer (15) nær en eller flere av den første og den andre enden (31a, 31b) av sideskrogene.

22. Trimaran-pendelfergen (1) følge krav 1, hvor fremdriftssystemet (4) omfatter thrustere, propeller, vannjeter, pumpejeter eller ringjeter anordnet nær den første eller andre enden (21a, 21b).

23. Trimaran-pendelfergen (1) følge krav 1, hvor hovedmotoren (25) er anordnet i det sentrale skroget (2) og nær midtskips-snittet.

24. Trimaran-pendelfergen (1) følge krav 22, hvor propulsorene (4) omfatter vannjeter (81) integrert i forre og aktre ender (21a, 21b) av det sentrale skroget (2) med samsvarende vanninntak (83) anordnet gjennom bunnen av det sentrale skroget (2), med en impeller (86) som mottar effekt fra hovedmotoren (25), og en vannjetdyse (85).

25. Trimaran-pendelfergen (1) følge krav 24, hvor vannjetene (81) er anordnet som integrerte deler av bulbene (82).

26. Trimaran-pendelfergen (1) følge krav 25, omfatter en vippbar rundet bulbhode (84) som kan heves for å eksponere vannjetdysen (85), og for å kunne senkes for å dekke hovedjetdysen (85) for å kunne danne en ordinær bulbbaug.

27. Trimaran-pendelfergen (1) følge krav 1, utstyrt med langsgående vanntette skott (41) mellom det sentrale skroget (2) og sideskrogene (3) .

28. Trimaran-pendelfergen (1) følge krav 1, hvor det sentrale skroget (2) er utstyrt med ett eller flere tversgående vanntette skott (42) som skiller det sentrale skroget (2) inn i vanntette seksjoner (45).

29. Trimaran-pendelfergen (1) følge krav 1, hvor sideskrogene (3) er utstyrt med tversgående vanntette skott (44) som danner vanntette seksjoner (47).