IMO 2020 - u automobilů se optimalizuje aerodynamika, u lodí hydrodynamika

Submitted by stan.turek on Wed, 10/23/2019 - 12:24

Zatímco přístavy horečně naskladňují nízkosirná paliva a rejdaři na své lodě instalují scrubbery, aby splnili podmínky IMO 2020 (IMO podle svého posledního stanoviska nehodlá zavádět žádné přechodné období - všechny lodě, které nebudou v lednu 2020 splňovat limity budou oficiálně unseaworthy, neschválené pro plavbu), stavitelé lodí již hledí vstříc rokům 2025 a 2050, které přinesou řízený pokles produkce skleníkových plynů lodní dopravou. 

 

V souvislosti se snahami o redukci skleníkových plynů se vědci a lodní architekti snaží o ideální kombinace optimalizovaného designu lodí a pohonných jednotek, které přinesou snížení spotřeby paliva a jeho lepší využití, což se promítne nejen na vylepšení EEDI a ušetření nákladů na palivo. 

 

Jednou z cest je snížení takzvaného Block Coefficientu (Cb). Tento koeficient vyjadřuje jak je lodní trup ve své podvodní části podobný kvádru. Koeficient o hodnotě 1 znamená, že trup je v podstatě dokonalý kvádr a má tak největší hydrodynamický odpor, na druhou stranu je konstrukčně jednodušší a nabízí nejlepší využitelnost prostoru pro náklad. Lodě s vysokými koeficienty jsou obecně lodě s trupem ve tvaru U - čím je trup v průřezu bližší obdélníku, tím vyšší bude i Cb. Mezi typické lodě s vysokým Cb jsou tankery a bulkery (Cb 0,75 - 0,85), zvláště pak největší zástupci těchto kategorií jako jsou ULCC tankery a Capesize bulkery. Tyto lodě jsou konstruovány s cílem uvézt co nejvíce nákladu, spíše než dosahovat vysokých rychlostí a vyšší spotřeba paliva je kompenzována uvezeným množstvím nákladu. 

Lodě s nižšími koeficienty jsou typicky vojenské, pasažérské a kontejnerové lodě (Cb 0,58), které plují vyšší rychlostí a nepotřebují tolik využívat nákladových prostorů pod hladinou ponoru (I když u kontejnerových lodí toto už tolik neplatí, jak jsme viděli v článku o VLCS a ULCS, které se staví s trupy ve tvaru U za účelem naložení více kontejnerů do podpalubí). Obecně lze říci, že linkové lodě s pevnými rozvrhy mají i nižší Cb. Lodě samozřejmě nemají trupy ve tvaru dokonalého U a V, spíše se jedná o tvar převráceného zvonu, více či méně přiblíženého do U nebo V. Proto se Cb mění se změnou ponoru - prázdná loď s nízkým ponorem bude mít nižší Cb než loď naložená (někdy jsou rozdíly v koeficientu poměrně vysoké). Toto ovšem není cesta k úspoře paliva, neboť loď je samozřejmě postavená za účelem převozu nákladu a není žádoucí, aby plula poloprázdná. Pokud ale tak plout musí, může být naložena takovým způsobem, aby měla Cb co nejnižší - zde už může být spotřeba a tím pádem i produkce skleníkových plynů přímo ovlivněna posádkou. 

 

Nižší Cb tedy vede k nižšímu hydrodynamickému odporu a to potom ke snížení spotřeby paliva. Jak tedy snížit Cb při zachování stejné nosnosti (deadweight) lodi? Odpovědí je tzv. Length to breadth ratio (poměr délky a šířky lodi). Tento poměr je bezrozměrná veličina a čím vyšší je, tím štíhlejší trup. Delší a užší lodě jsou provozně úspornější, tento design má ale i svoje mínusy jako například menší statická a dynamická stabilita (což ovlivňuje hmotnost nákladu, který lze na loď naložit) oproti širším lodím a horší manévrovatelnost. Poplatky za stání u přístavního mola se také často určují podle délky lodě a rovněž stavět loď do délky je dražší, než zvětšovat šířku. 

V současné době je trendem zvětšování šířky lodi (Viz článek o ULCS), je však možné, že se z důvodů redukce skleníkových plynů přejde spíše k prodlužování a to zejména v segmentu lodí středních velikostí, které si ještě prodlužování mohou dovolit. Pokud bychom totiž loď o délce 200m prodloužili o 20m při zachování šířky a deadweight, došlo by ke snížení Cb téměř o 0,09, což už je znatelný rozdíl. 

 

Úprava designu v kombinaci s instalací nových úspornějších motorů, popřípadě využití paliv jako LNG či vodík, mohou být významným krokem vpřed v udržitelném rozvoji námořní dopravy. 

 

Sepsal Jakub Turek, https://followsea.blogspot.com/

Zdroje: seatrade-maritime.com; cultofsea.com; yadda.icm.edu.pl 

Follow us on Fb