Søværnet fortæller: Sådan lister vi os ind på ubåde

I en henvendelse til Ingeniøren fortæller danske eksperter, hvordan de ved et tilfælde udviklede et program til lydsvag og brændstofbesparende sejlads. Det begyndte med, at et af Danmarks største krigsskibe, Absalon, støjede alt for kraftigt under vand.

En svag brummen var den eneste lyd på broen, da et af danmarks største krigsskibe, Absalon, stævnede ud på sin første prøvetur i 2004. Lyden var så svag, at Søværnets eksperter var enige om, at den snildt kunne liste sig ind på fjendtlige ubåde.

Men under overfladen larmede virkeligheden. Omkring propellerne bristede masser af små bobler nemlig på grund af svingende trykforskelle - også kaldet kavitation - og for hver bristet boble skar en høj lyd gennem vandet og afslørede skibet.

Kavitationen blev afsløret under en prøvesejlads på den tyske lyttestation i Eckernförde, og i dag fortæller Søværnet åbent om, hvordan problemet på Absalon førte til udviklingen af et program til lydsvag sejlads, der nu er implementeret på flådens fregatter.

»Både modelforsøg og beregninger viste helt tydeligt, at Absalon burde sejle lydsvagt, hvis propellens stigning var lav og omdrejningerne blev holdt nede. Men det viste sig at være helt omvendt,« forklarer Erik Pedersen, orlogskaptajn og teknisk koordinator i fregatprogrammet.

Fra byggeriet af Absalon startede i sommeren 2000 var Erik Pedersen teknisk koordinator fra starten og deltog i udviklingen af de såkaldte propellerkurver for skibet, som blev udformet af MAN B&W Diesel i Frederikshavn og senere godkendt af Hans Otto Kristensen, der dengang var ansat i forsvaret og i dag arbejder som seniorforsker på DTU Mekanik.

Før Absalon blev indsat i tjeneste skulle det gennemsejle en testbane i Eckernförde, hvor hydrofoner kortlagde dens lydsignatur i forskellige hastigheder.

»Eckernförde har folk og udstyr, der lytter ud i Østersøen og opfanger ting, ingen andre kan høre. Eksempelvis har de kontaktet en af Scandlines-færgerne og fortalt dem, at de havde et problem på deres ene propel. Så Eckernförde er det perfekte sted at foretage en lydprofil af vores skibe,« siger Erik Pedersen.

Maksimal stigning gav mindst støj

Testen viste, stik mod forventning, at lyden fra propellerne var lavest ved lave omdrejninger og 95 procent af propellernes maksimale stigning. Med den viden tog danskerne hjem til MAN B&W Diesel i Frederikshavn og bad dem begynde arbejdet med at gøre Absalon lydsvag.

Centralt for arbejdet var udformningen af såkaldte propellerkurver, der er udformet til at kaptajnen kan trykke på forskellige knapper på broen alt efter, om han vil sejle hurtigsejlads, lydsvag sejlads, brændstofbesparende sejlads eller lignende. De forskellige indstillinger eller 'modes', som Søværnet kalder det, afhænger af to forhold: omdrejningstallet og propellens stigning.

Propellerkurverne er udtryk for et program, der sikrer, at forholdet mellem propellens stigning og omdrejningstallet hele tiden bliver holdt inden for et bestemt mode, som eksempelvis en støjsvag sejlads.

»På Absalon havde vi lavet et kompromis, som vi godt vidste ikke var helt optimalt, og vi havde overvejet at lave to propellerkurver: en til støjsvag sejlads og en til brændstofbesparende sejlads,« siger Jens Ring Nielsen fra MAN B&W, der stod for udformningen af kurverne til Absalon i løbet af foråret 2009 i samarbejde med Odense Staalskibsværft.

Anti-ubåds-fart kostede acceleration

En grundig kortlægning af lyden fra propellerne viste, at propellerkurven for anti-ubåds-fart (ASW) og brændstofbesparende sejlads (ECO) faldt sammen ved brug af lave omdrejninger og en høj stigning på propellen. Den høje stigning gjorde det dog umuligt at accelere hurtigt under ASW og ECO, men det valgte Søværnet at leve med.

»Det er lidt som at cykle op ad bakke i højt gear. Belastningen er høj, og man kan ikke accelerere,« siger Erik Pedersen.

Sparer 200.000 kroner under tur til piratland

Selve programmeringen af softwaren bag blev udført af Logimatic i Aalborg for mellem 80.000 og 100.000 kroner og ved prøvesejladser i december 2010 og januar 2011 viser det sig, at lyden er dæmpet med mellem 15 og 20 dB i forhold til normal-mode, og brændstofbesparelsen er på to til tre procent ved ECO-mode.

Brændstofbesparelsen svarer til, at Absalon sparer 40 kubikmeter gasolie under ECO-mode ved en tur frem og tilbage til Adénbugten, hvor den jagter pirater. Det svarer til en besparelse på 200.000 kroner.

»Vi kan se, at vores arbejde betaler sig. Den brændstofbesparelse er simpelthen guld værd,« siger Erik Pedersen.

Fakta om Absalon:

  • Absalon er et af to fleksible støtteskibe i Absalonklassen. Det andet skib hedder Esbern Snare.
  • Prisen for de to skibe var cirka 2,5 milliarder kroner fuldt udrustet.
  • Skibene er, efter Iver Huitfeldt-klassen, de største krigsskibe Danmark nogensinde har bygget.
  • Absalon-klassen har en besætning på ca. 100 mand. Derudover er der køjeplads til yderligere 65 mand.
  • Skibet måler 137 meter i længden, 19,5 meter i bredden og har en dybgang på 6,3 meter.
  • Begge skibe har været involveret i piratoperationer ved Afrikas Horn. Skibet har to hovedmotorer, der hver kan levere 8.200 kW, samt otte generatorer og en bovpropel.

Webinar: simuleringsbaseret udvikling

Ingeniøren og Comsol afholder gratis webinar om simuleringsbaseret udvikling – et paradigmeskifte i udviklingsprocessen

Simulerings-apps flytter simuleringerne med rundt i hele udviklingsprocessen og er med til at frigøre virksomhedens innovationspotentiale. Tilmelding her.

Kommentarer (7)

Den overskrift er vist Ekstra-bladet værdigt.
Nu har jeg læst artiklen 3 gange, og kigger forgæves efter "Søværnet fortæller: Sådan lister vi os ind på ubåde"
Tak for at spilde min tid.. og på en sidebemærkning, var artiklen såmænd spændende nok, uden den vildledende overskrift.

  • 0
  • 0

Nu er de 3 nye fregatter bygget med samme skrog som Absalon og Esbern Snare, så de er vel stort set lige store. Fregatterne har bare 4 hovemotorer og 4 generatorer.
Jeg tror nu også at Absalon og Esbern Snarer "kun har 4 dieseldrevne generatorer. På mine gamle tegninger er der i alle tilfælde kun vist 4 stk
2 for og 2 agter.
m.h.t. rørmærker, opsatte vi ca 2000 stk på Absalon og Esbern Snare.
På de nye fregatter opsatte jeg alene 5000-5500 rørmærker samt ca 2000 messingskilte på hver fregat.

  • 0
  • 0

At liste sig ind på ubåde kræver mere end lydløse propeller.
Men det at optimere propellerstigningen i forhold til omdrejninger, fart og motoreffekten, kan gøre meget for at dæmpe skruestøjen, eller brændstof forbruget.
Skroget på Fregatterne ligner ved et hurtigt blik udefra Absalon, men indvendig er det helt andeledes design.
Tag et hurtigt kig på bagsiden af helikopter hangaren, og den manglende rampe på agterstavnen.
Radarne ligner ikke just hinanden.
Absalon har 4 dieselgeneratorer. 2 hovedmotorer, en pr propel
Fregatterne (IVER KL) har 4 dieselgeneratorer. 4 hovedmotorer, 2 pr propel.

  • 0
  • 0

Da jeg personligt i dagevis har kravlet rundt på både Absalon og Ivar hvidtfeldt. samt de andre ved jeg godt at Absalon har et stort vogndæk lige som på en almindelig færge. Ivar er bygget ud fra tegningerne fra Absalon. Man mente at kunne spare en masse ved at modificere Absalon-tegninger til Ivar fregattegninger. Vogndækket blev fjernet og erstattet af bl.a missilaffyringsanlæg som et rigtigt krigsskib. Desuden to meget avanceret radarer, som koster mange bondegårde. Endelig gange og trapper i stedet for de mange adgangsluger med lodrette stiger på Absalon
Men skroget og grundrørføringen er ens på de to skibe. Der er samme antal dæk. Langangsdækket,(lig med heli-dæk) på Absalon er kote 12,4 m mod 10,5 m på Ivar, Top af formast er 31,3m på Absalon mod 33 m på Ivar.
Det er mere behageligt at færdes på Ivar grundet gange og almindelige trapper de fleste steder. Diagramnumre er ens til de to skibe. 1112 er spildevand fra toilet. Her kan man konstatere er der på begge skibe er 3 toiletter med træk og slib. 2 ved kabyssen og 1 hos kaptajnen.

  • 0
  • 0

  • Som jeg hører det, har man undladt vibrations overvågning på de tre nye fregatter af Absalon typen, da militære udstyr ikke er underlagt krav tilsvarende civile maskiner.

  • Må jeg foreslå at man upåagtet krav eller ej, montere mikrofoner centrale steder, og optager lydspektra løbende.

  • Således at man ved fremtidig vedligehold, har mulighed for at analysere og sammenholde lydspektra med historiske data.

  • 0
  • 0

Ved at pladser sammenklapligt vindmølle tårn på Helo dæk,
og have aksel på siderne af skib og med oppustelige vindmøllevinger, hvorved man opnår at:
- Gøre fregat mere synligt i fredstid
- Sejle for "sejl" (spare olie)
- Producere strøm (spare olie)
- Lokalisere pirat skibe ved at analysere de andre skibes adfærd, alt efter om fregat er mere / mindre synlig.
- ...

NB: Jeg har skitser til design, hvis nogen skulle være interesseret.

  • 0
  • 0