Banbrytande design testades i vindtunnel

Under hösten har Wallenius Marine tillsammans med experter från Rise, KTH och Oceanbird utfört avancerade tester med en modell av ett seglande PCTC-fartyg med sex vingar. Testerna skedde i en av Europas mest avancerade vindtunnlar som ligger på Hisingen i Göteborg. 

– Det är Volvo Cars vindtunnel så den är byggd för bilar i första hand. Modellen ställs på en våg som mäter krafter i alla möjliga riktningar, förklarar Carl Fagergren, senior projektledare på Wallenius Marine. 

Fartygsmodellen som använts är drygt fem meter lång och väger 1,2 ton. Tidigare har vingsegel testats fristående utan skrov, men detta är enligt Wallenius Marine första gången som kombinationen av skrov och flera vingar testas i stor tunnel med stor modell.

– Vi befinner oss i en central del av designprocessen där vi vill se att vår design uppfyller alla tekniska och operativa krav innan vi slutligt färdigställer en anbudsdesign, säger Carl Fagergren.

Vindtunneln kan skapa vindar upp till nära 70 m/s. Modellfartyget testades i ungefär 40 m/s.

– Det kommer in en massa skalfaktorer när man gör sådana här tester och man måste blåsa förhållandevis mycket mer på en modell för att få samma skala på vinden som med stora vingar. 

Kompletterar datasimuleringar

Det är forskarna på Rise som utför testerna och samlar in mätdata för utvärdering. Resultaten syftar till att validera och komplettera de datasimuleringsmodeller som tagits fram. Med hjälp av olika datorverktyg har man tidigare beräknat hur kraften från seglen påverkar fartyget. Först användes en enklare metod och sedan gick man vidare med CFD-beräkningar.

– CFD-körningar är som en vindtunnel fast i datorn. De ger bra data men är extremt dyra och tunga att köra, så vi kunde bara titta på ett par vindriktningar och några olika vinginställningar.

I en vindtunnel kan man däremot testa en vinginställning i minuten, förklarar Carl Fagergren.

– På två dagar blev det hundratals tester i olika vindriktningar, med seglen i lite olika höjd och med ett par olika konfigurationer på bygget, säger han. 

Man testade hur fartygets skrov och de sex vingseglen interagerar och vilket som är det optimala avståndet mellan skrov och vinge. Dessutom undersöktes hur ”off design conditions” (exempelvis om ett vingsegel hamnar i fel vinkel) påverkar fartygets drift.

Lyckade tester

Carl Fagergren är mycket nöjd med testerna i vindtunneln. 

– Allt fungerade fantastiskt bra och vi fick in de mätdata vi behövde. Att testa ett fartyg som i huvudsak ska segla, med så många vingar, har aldrig gjorts förr. Det var nytt för alla och väldigt inspirerande att få jobba med, säger han. 

Fartygets design har tagits fram under lång tid. Carl Fagergren påpekar att all fartygsdesign är kompromisser och att det gäller i allra högsta grad för den här. Fartyget måste – som alla lastfartyg – ha god lastförmåga och uppföra sig väl i sjön. Dessutom ska det gå att segla. 

– Nu har vi testat den design som vi låste för ungefär ett och ett halvt år sedan, både i simulator och nu senast i vindtunneln, och har ganska god pejl på fartygets prestanda. Det finns ett visst underlag för förbättringar, men vi har inte sett behov av att göra några omvälvande designförändringar efter de här testerna. 

Beställning tidigt 2026

Nästa år väntar fullskaletester av det vingsegel som är tänkt att användas, dels på Oceanbirds testanläggning i Landskrona och dels ombord på Wallenius Wilhelmsens fartyg Tirranna.

Hur nära är ni att kunna beställa ett fartyg?

– Vi vill testa under verkliga förhållanden ett tag innan vi tar beslut om att gå till ett varv med vår design och be dem bygga den. Vi tror att vi är redo att göra det tidigt 2026, säger Carl Fagergren.