Prof. dr. Roko Dejhalla
savjeti eksperta

Koji brod izabrati, kakav motor ugraditi, može li ga se ubrzati? Stručnjak odgovara na brojna pitanja koja muče nautičare i one koji to kane postati

Piše Miomir Štrbac
Foto Srđan Vrančić/Cropix, Božidar Vukičević/Cropix
9. siječnja 2021. - 09:02

​Koju vrstu broda izabrati, što od njega očekivati u plovidbenom smislu, kakav motor ugraditi, može li se brod nekako ubrzati..., neka su od pitanja koja vječno intrigiraju nautičare i one koji to kane postati. To su ujedno i teme o kojima se nadugo i naširoko stručno raspreda u našim marinama i lučicama.

Stoga samo odgovore na neka od njih potražili na doista stručnoj adresi, od prof. dr. sc. Roka Dejhalle, predstojnika Zavoda za brodogradnju i inženjerstvo morske tehnologije Tehničkog fakulteta u Rijeci, te voditelja Katedre za otpor i propulziju broda.

Iako se uglavnom bavi velikim brodovima, profesor Dejhalla je i vrsni poznavatelj plovila u rekreativnom segmentu, te autor brojnih stručnih i novinskih tekstova o njima i njihovim odlikama.

​Tri osnovna trupa

- Koje se vrste trupova danas najčešće koriste u proizvodnji rekreativnih plovila?

Općenito gledano, postoje tri vrste trupa - istisninski ili deplasmanski, poluistisninski ili poludeplasmanski i gliserski. Recimo, sve jedrilice spadaju u deplasmanski trup, premda neke jedrilice mogu i glisirati. Taj trup karakterizira maksimalna brzina koja je vezana uz dužinu trupa.

Postoji jedna formulica kojom se to računa - 2,428 x drugi korijen iz dužine vodne linije. Prema tome, ispada da pasara od pet metara ne bi mogla ploviti brže od 5 i pol čvorova. Razlog je što se val koji nastaje oko nje pomakne do krme i pasara tako ostane zarobljena između pramčanog i krmenog vala, pa ne može više ubrzati.

Za ubrzanje bi trebalo imati drukčiji oblik trupa, a to je poludeplasmanski. On traži malo ravnoga dna na krmi, ali i krmeno zrcalo. To sa spomenutom pasarom možete postići ako joj dodate spojler na krmenom dijelu. U tom slučaju voda, koja ima nekakvu masu, a zbog mase ima i inerciju, ne može iza krmenog zrcala više naglo zavrnuti prema gore, nego se odvoji na tom oštrom bridu na donjem dijelu krmenoga zrcala. Time se na neki način prividno produži trup, pa uzevši u obzir prethodnu formulicu brod može ploviti nešto brže nego prije.

No, u jednom trenutku za još veću brzinu plovilo bi trebalo prijeći u gliserski režim, a to traži gliserski trup koji je potpuno drukčiji. On je prizmatičan, s ravnim dnom, krmenim zrcalom i oštrim prijelazom dna u bokove. Teorijski gledano, taj trup bi mogao tjerati plovilo brzinom bez limita ali, naravno, postoje neka praktična ograničenja.

- A što je s poludeplasmanskim trupovima?

Moglo bi se reći, ako sve jedrilice i pasare spadaju u deplasmanska plovila, da je onda poludeplasmanac taj čudnovati kljunaš koji nastoji povezati deplasmanski i gliserski trup. To su lijepi trupovi, no problem je kod njih što kupci često ne razumiju njihove limite.

Proizvođač tako napravi dobar poludeplasmanski trup, ali mu već sljedeći kupac traži veću snagu motora koja će mu omogućiti veću brzinu. No, s tom većom brzinom brod će već prijeći u gliserski režim plovidbe, a taj režim zbog oblika trupa nije optimalan za poludeplasmance.

Koje brzine za poludeplasmanski trup uopće možemo smatrati optimalnim?

To ovisi o konkretnom plovilu. Pokušat ću ovako objasniti. Dakle, deplasmanski trup na vodi održava Arhimedov zakon. Međutim, kod poludeplasmanskog trupa, osim Arhimedova zakona koji je vezan uz volumen podvodnoga dijela, djeluje još hidrodinamički uzgon u iznosu od barem pet posto težine. On nastaje zbog toga što on ima i ravni dio trupa.

image
Dobar poludeplasmanski trup odličan je izbor za Jadran

Tu je malo teško govoriti o nekoj graničnoj brzini, jer ona nije fiksna. Kod jahte od trideset metara poludeplasmanska brzina bit će puno veća nego kod brodice od 8 metara. Skijaš na vodi je dobar primjer za oslikavanje cijele ove priče. Znači, dok on čeka da ga gliser povuče, djeluje samo Arhimedov zakon i njega na vodi održava jedino hidrostatički uzgon.

Kad krene, malo se diže iz vode i kad mu hidrodinamička sila na skije bude preko pet posto njegove težine, možemo reći da je nastupio poludeplasmanski režim koji, recimo tako, traje dok mu voda ne bude do koljena. A kad koljena počnu izranjati, to je već gliserski režim. Trenutak izranjanja koljena ovisi o brzini i težini skijaša te površini skija.

Dizajnerske igre

- Kad sam vas pitao o vrstama trupova, mislio sam i na neke suvremene trendove u konstrukciji, poput nordijskih sjekira pramaca. Koliko te promjene imaju realnog efekta?

Malo su to i dizajnerske fore radi vanjske prepoznatljivosti i atraktivnosti. Pritom treba znati da je za značajke plovila daleko najvažnija hidrodinamika, a ona je u potpunosti vezana za podvodni dio trupa.

Znači, te promjene nisu osobito važne, osim estetski, jer praktički uvijek ostajemo na spomenute tri vrste trupa?

Načelno je tako. Jer, primjerice, ako brod ima okomitu pramčanu statvu, tada on ima i nešto dužu vodnu liniju, što može malo utjecati na brzinu. No, to je zbog hidrodinamike, a ne neobičnog dizajna. S tim da brod tada ima problem prilikom sidrenja. To je osobito izraženo kod brodova s kosim negativnim pramcima, gdje je dno isturenije od vrha pramca. Takav brod lijepo i zanimljivo izgleda na sajmu, ali kada je u moru i morate spustiti ili izvući sidro, nije vam više tako zanimljivo.

U cijeloj ovoj priči radi se o tome da u segmentu rekreacijskih plovila prvenstveno izgled prodaje brod, a onda se dizajnerskim igrama on pokušava učiniti atraktivnijim.

- Koje su prednosti, mane i limiti osnovnih trupova koje ste spomenuli?

Idemo krenuti od one treće vrste. Gliser je plovilo koje sigurno ima svoje mjesto na tržištu, ali kad bi njega označavali, kao hladnjake ili perilice, s onim oznakama A, B i C kategorija, on bi bio C ili B. Ne bi nikako bio A kategorija po energetskoj učinkovitosti, jer brzina košta. Tržište traži vjetar u kosi, ali za njega vi jednostavno morate imati jaki motor i puno goriva za glisersku plovidbu.

- A u plovidbenom smislu?

Gledajte, ako je more mirno, plovidba u gliseru je lijepa i udobna. No, ako se dignu valovi i vjetar, vi više i ne možete glisirati, postajete istisninsko plovilo. Zato se vlasnici glisera dignu ranije ujutro i dojure tamo gdje su planirali. Jedriličari pak mogu dulje spavati jer im bonaca uglavnom nije zanimljiva. Mislim da su u pitanju dvije različite skupine ljudi s različitim pogledima na provođenje vremena na moru.

Opsesija brzinom

- Koje greške najčešće rade kupci prilikom biranja broda koji žele kupiti?

Teško mi je ovako reći, nemam analizu toga. Možda nemaju pravu ideju što bi zapravo htjeli, što su njihova očekivanja. Sretnici su oni što imaju prijatelja koji ima slično plovilo, pa mogu isprobati je li to ono što i sami traže. Možda u početku svi kažu, meni je dovoljna brzina od 12 čvorova, za koju osobno mislim da je vrlo lijepa brzina za Jadran.

Zato smatram da je dobro napravljeni poludeplasmanac jako dobar brod za naše more. Međutim, čovjek onda negdje sjedne i netko mu kaže - moj brod ide dvadeset čvorova. A njegov ide samo 12. Onda i on poželi promijeniti motor ili brod da plovi brže. Tako to u praksi često ide. Ako ljudi krenu u cijelu priču bez nekog predznanja ili jasnih prethodnih očekivanja, onda im se stav često vremenom promijeni.

- Ispada da brzina sve više postaje smisao plovidbe?

Na neki način da. Svojedobno je bilo poznato ono fali metar, jer je uvijek falio još metar dužine broda. Sada mi se čini da smo u priči fali čvorova. Ljudi se tu ponašaju slično kao kod auta. Većina nas vozi ono što sebi može priuštiti, a to često nije ono što bismo zapravo htjeli. Tako je sve češće i s brodovima.

I meni ljudi znaju doći s pitanjem koliko bi čvorova dobili ako ugrade spojler. Tada obično pitam kolikom brzinom sada plove. Oni mi kažu 13-14 čvorova. Onda ih pitam kolikom brzinom žele ploviti. Najčešće kažu čvor ili dva brže. Tada im je moj savjet da promijene brod. Dva čvora više su mala razlika, a oni u pravilu žele znatno brže plovilo, što traži i posve drukčiji brod.

- Koliko su efikasne takozvane skale na podvodnom dijelu trupa brzih brodica koje se u zadnje vrijeme pojavljuju. Proizvođači tvrde da one stvaraju zračni džep s vertikalnim uzgonom koji smanjuje trenje i povećava brzinu?

Idemo ovako. Gliser je izmišljen negdje početkom 20. stoljeća, jer su u to doba benzinski motori razvijeni do razine da se mogu ugrađivati u takva plovila. Za gliser je, naime, vrlo bitna manja masa kako bi se mogao izdignuti iz vode. Zato su i motori morali biti svedeni u gabarite koji su za svrhu glisiranja težinski i volumenom podnošljivi.

Onda su krenula natjecanja između Amerikanaca i Engleza tko će napraviti brži brod, a neki od tih brodova znali su imati i po pet poprečnih stepenica. Potom jedno vrijeme toga nije bilo, a sada su se takva rješenja ponovo pojavila. No, treba znati da takva stepenica može i štetiti ako niste napravili dobru analizu svega prije takve intervencije, jer je pitanje hoće li zrak tu ući onako kako se zamislilo.

Vidio sam brod koji ima stepenicu bliže pramcu, pa sam pitao projektanta čemu to služi kad taj dio u glisiranju vrlo brzo izađe iz vode. Nisam baš dobio neki pravi odgovor. Znači, uz dobre proračune i analize to može imati koristan efekt, a bez toga je opet riječ o dizajnerskim igrama s ciljem privlačenja kupaca.

Prejaki motori

- Nezadovoljni brzinom broda, ljudi često kupe znatno jači motor, ali ne dobiju znatno veću brzinu, pa budu opet nezadovoljni. U čemu su limiti?

Prvo imate limit brzine ako je u pitanju deplasmansko plovilo, zbog same vrste trupa. Znači, ako vi ugradite u takav brod duplo jači motor, pitanje je treba li on uopće tome deplasmancu, odnosno može li se njegova snaga iskoristiti da dobijete željenu brzinu. A za to korištenje snage najvažniji je brodski vijak. U jednom tekstu o propelerima pročitao sam zanimljivu rečenicu autora: - Ako ništa ne zapamtite od ovoga što sam napisao, zapamtite barem jednu stvar - nije motor taj koji tjera brod, nego propeler.

Brodski vijak ili propeler je, naime, poveznica između trupa broda i motora. Dobar vijak vam je kao cipela. Ne bi smio biti veći od noge, niti manji, nego točno za tu nogu. Tek u tom slučaju moći će iskoristiti punu snagu motora i njegov broj okretaja, a zauzvrat bi trebao davati tome brodu najveću moguću brzinu s obzirom na zadane faktore. Da bi se to sve uskladilo, treba imati potrebno znanje. Pritom duplo jači motor uopće ničim ne jamči da ćete vi s njime duplo brže ploviti, što ljudi često sebi zamisle. Možete čak sebi stvoriti i problem.

- U kojem smislu?

Kada motor ima previše snage, osobito ako je u pitanju dizelaš koji bi trebao raditi na punom opterećenju ili barem na dvije trećine, vi ćete ga možda zbog brzinskih ograničenja trupa koristiti na manje od pola snage i time ga gušiti. Zato nije dobro ni panulati s dizelskim motorom, pa ljudi za tu svrhu uglavnom koriste male pente. Dakle, u cijeloj toj priči, trup broda vam je prvi faktor, motor je drugi, a treći vam je vijak. On je onaj fine-tuning koji sve treba dovesti u balans.

I još nešto uvijek treba imati u vidu. Ako ste kupili brod u koji je brodograditelj ugradio motor od recimo 80 konjskih snaga, tada je on sigurno imao valjan tehnički razlog za odabir baš toga motora. A vi onda kažete, idem staviti 100 konjskih snaga da plovim malo brže. Prilikom kupnje vidite da je razlika u cijeni između 100 i 150 konjskih snaga mala, pa kad je već tako, odlučite staviti 150. A to vam ne treba. Mala razlika u cijeni navela vas je na krivi put i izbor.

- Kome se najbolje obratiti kada je riječ o proračunu i izboru vijka?

Treba se obratiti nekoj specijaliziranoj tvrtki koja se time bavi i koja vam vijak, temeljem napravljenih proračuna, može fizički i isporučiti. Postoji par takvih tvrtki u Hrvatskoj. Ljudi ponekad znaju uzimati propelere od poznanika i sami nešto isprobavati, ali to je pogrešno. Riječ je o poslu koji traži puno stručnog znanja.

image
Dobro proračunati propeler iznimno je važan, je on spaja trup i motor broda

Benzinci i dizelaši

- Štednja goriva s obzirom na cijenu postaje sve važnija, koja pravila u tome segmentu treba poštovati da se ušteda ostvari?

Možda je najvažnije paziti da trup broda bude čist. To znači redovito izvlačenje broda, temeljito čišćenje i bojenje antifoulingom najmanje jednom godišnje, a za toplih mjeseci trup se može periodično oprati i tijekom kupanja. Kažu da je vreća za krumpire jako dobra za tu svrhu. Pritom uvijek treba očistiti i propeler. Drugu važnu stvar već sam spomenuo - održavati masu. Posebno kod glisera. Dakle, ne krcati u brod svašta i pretvarati ga u skladište stvari.

I još jedna napomena kada je riječ o gliseru. Ponekad ih ljudi voze manjom brzinom, negdje na granici kad je brod prešao iz deplasmanskog u poludeplasmanski režim plovidbe, a to nije dobro. Tada gas treba malo jače stisnuti. Kada bi gledali krivulju otpora, na tome je mjestu grba. Iza te grbe otpor se smanjuje, a brzina raste, pa plovidba postaje ekonomičnija. To se vidi po valu koji ostaje iza krme, on se treba odmaknuti dalje od broda.

Za brodove inače vrijedi pravilo da se kod procjene ekonomičnosti plovidbe treba gledati omjer litara po milji, a ne litara na sat, što je omjer koji se gleda kod motora. Zato je kod plovila brzina važan faktor u računici.

- Što je maritimno bolje za rekreativna plovila - unutarnji dizelski pogon ili izvanbrodski. Nekad je prvi dominirao, a danas sve više drugi?

Ako je sve dobro napravljeno, maritimno ne bi trebalo biti neke bitne razlike, a danas su definitivno u modi izvanbrodski motori. Razlog je što su dizelaši skuplji, teži i znatno kompliciraniji za ugradnju. U Americi su, recimo, dizelski motori vrlo rijetki. Gotovo da i ne postoje u rekreacijskom segmentu plovila. Tamo su benzinci dominantni, i u izvanbrodskom i unutarnjem segmentu. Kod nas postoji neka priča da su unutarnji benzinci opasni. Nisu opasni. Puno toga je opasno ako ne paziš.

Uz to, došle su i neke nove generacije koje nemaju predrasuda prema izvanbrodskim motorima. One prije njih sjećale su se svoga oca ili djeda koji je stalno nešto popravljao na Tomosu 4, pa su imale otpor. Danas su takvi motori vrlo kvalitetni, a njihova montaža je daleko jednostavnija. Zakače se na krmu i učvrste. Ako trebaju ići na servis, samo se skinu i odnesu.

Kod dizelskog motora takva je operacija vrlo komplicirana jer ga nije lako demontirati i izvući. U potrošnji goriva dizelski je još uvijek u prednosti. No, ako vi vozite brod dva-tri mjeseca godišnje, ni to nije problem. Zapravo, tada je investicija u dizelski motor neisplativa, slično kao i kod auta. Ako vozite jako puno, oni se isplate, a u protivnom ne.

- Koji je plovidbeno optimalan položaj broda na moru za veću brzinu i stabilnost - horizontalan ili malo uzdignut pramcem?

Generalno bi trebalo izbjegavati da je pramac težinski preopterećen i više uronjen nego krma, osobito kod glisera. Kod istisninca to i nije toliko presudno. Općenito treba paziti da brod bude i lijevo-desno uravnotežen. Za gliser u plovidbi dobro je da bude malo nagnut na krmu, nekih 3 do 4 stupnja, jer mu to treba da bi se stvarao povišeni tlak na donjem dijelu.

Korisni flapsovi

- A kod poludeplasmanca?

- I kod njega je dobro imati malu zategu, dakle nešto veći uron krme nego pramca, ali ne previše. Kada on zaplovi i digne se iz vode, onda bi trebalo još malo korigirati položaj s trim pločama.

Također, kod svih brodova posebno treba paziti da se ne gomilaju velike mase na pramcu i na krmi, jer tada brod u plovidbi više posrće.

- Koliko flapsovi, odnosno trim ploče, mogu pomoći da se popravi loš položaj plovila?

Mogu pomoći, i to dosta. Oni čak mogu i popraviti nagib broda lijevo-desno ako se sa svakim od njih može raditi neovisno. Što se brzine plovidbe tiče, najbolje je postaviti željene okretaje motora, a onda korištenjem flapsova doći do optimalnog nagiba broda i brzine.

image
Čisti trup omogućava postizanje maksimalne brzine

- Stakloplastika je kao gradivni materijal danas broj 1 u svijetu rekreativnih plovila. Ima li na obzoru nekih konkurenata?

Trenutno nema. Barem ih ja ne vidim u smislu da bi se cijeli sadašnji način proizvodnje izmijenio, iako postoje neki materijali koji se iskušavaju. Problem smole za stakloplastični laminat je što je ona duroplast. Znači, kad se smola jednom stvrdne, poliesterska ili vinilesterska koje se mahom koriste, više se ne može omekšati da bi se ponovo mogla koristiti. Posljedica toga svojstva je nemogućnost reciklaže. Ima materijala, poput termoplasta, koji bi se mogli više puta iskoristiti.

To ja zamišljam kao čokoladu s lješnjacima. Stavite je na neku rešetku i zagrijete, pa čokolada iscuri, a lješnjaci ostanu. Čokoladu potom ponovo iskoristite za izradu novoga trupa, a lješnjake zbrinete na neki način. Ima takvih materijala, ali sve je to još u fazi eksperimentiranja.

- To bilo nešto kao ABS plastika s laminacijom zbog čvrstoće?

Da, tako nešto. S tim da u tom slučaju mora postojati metalni kalup jer prilikom izrade sve to morate zagrijati na 200 Celzijevih stupnjeva. No, za sada je rad sa stakloplastikom definitivno jeftiniji, brži i praktičniji.

​Recikliranje stakloplastike

- Kako riješiti problem zagađenja okoliša stakloplastikom. Prvim brodovima te vrste masovno istječe rok upotrebe, a taj će val zbog goleme proizvodnje ubrzano rasti?

Hoće, ali malo je to previše usmjereno na stakloplastiku. Jedno plovilo ima kojekakve druge sklopove i ekološki problematične materijale. Recimo, podvodni dio broda na sebi ima brojne premaze antifoulinga koji je otrovan i ne bi ga smjeli samo tako odložiti. To bi trebalo nekako ostrugati i adekvatno zbrinuti.

Stakloplastika je najvidljivija i prati je negativna fama. Da je ona organskog podrijetla, od nafte, da je štetna i opasna. No, ona je gotovo pa inertan materijal. Ako može plutati kao trup broda u lučici i pritom ne zagađuje okoliš, sama po sebi nije osobito problematična. Slično kao staklena boca u moru. Više šteti jedna prolivena litra motornoga ulja nego stakloplastični trup.

Ostaje jedino pitanje kako stakloplastiku zbrinuti ili iskoristiti. Neki je u zadnje vrijeme melju i stavljaju u cement, neki je ubacuju u izolacijske blokove za građenje, no problem svega toga je neisplativost. Za ekonomičnu proizvodnju vam treba golema količina toga materijala, a vi je nemate. Dakle, jedina svrha toga može biti da se riješite otpadne stakloplastike, isplativog recikliranja nema.

- Na sajmu Boot u Düsseldorfu sve je bilo u znaku električnih plovila i elektropogona. Kako gledate na budućnost takve opcije s obzirom na limite koje trenutno ima?

Mislim da će se broj takvih brodica povećavati. Tu je glavno pitanje korištenje plovila. Ono za što mi možda nemamo pravi osjećaj, jest broj jezera i unutarnjih voda u Europi. Mi mislimo da je sve more. A ako ste vi na nekom jezeru, tada doista benzinski i dizelski motori možda i nemaju smisla. Kada je o moru riječ, pitanje je jedino koliko vi možete ploviti i želite ploviti. To vam je sličan problem kao kod auta. Električni auto je odlična opcija za grad, ali ako želite ići na duži put, imate problem. Tada morate imati barem hibrid. Tako je i kod plovila.

Ako planirate ljeti prevoziti turiste ili često ploviti na duže ture, tada elektropogon nije za vas opcija. Ali ako povremeno idete brodicom na ribe ili bliže vikend izlete, strujni pogon je dobar i isplativ. Naravno, to će biti proces. Ne samo u smislu daljnjeg poboljšavanja efikasnosti baterija, nego i gradnje potrebne infrastrukture. Jer vi danas na našoj obali nigdje nemate punionicu za takva plovila, a bez mreže punionica duže plovidbe nisu moguće.

Gliser mi usporava


Za gliser je jako bitna masa, odnosno mala težina da se može izdignuti iz vode. Ljudi to često ne razumiju pa mi kažu da im nakon dvije godine gliser više ne ide onako brzo kao što je išao na početku. Zaboravljaju da je na početku njihov gliser bio gotovo prazan. Onda ih ja pitam koliko su lanca kupili, koliko sidara su ubacili, konopa, raznih drugih stvari i opreme... Sve je to dodalo težinu koja je posljedično smanjila brzinu.

Zato je važno brod ne tretirati kao podrum u koji se stalno nešto trpa i ostavlja. Povremeno treba pregledati ukrcane stvari i one nepotrebne izbaciti. Za primjer ću uzeti male avione, za koje je vrlo važno znati koliko se smiju najviše opteretiti, jer se zna koliku površinu krila imaju i koliko tereta mogu dignuti u zrak.

Isto vam je i s gliserom. On nema krila, ali ima ravno dno koje mu je zadano projektom. Ne može ga se povećati. Zato je kod manjih glisera čest slučaj da s dvije osobe idu odlično, a s pet ne mogu glisirati. Pet osoba je jednostavno previše.

Bačvasti trup za jedrilice


Ponekad se može činiti da je manje-više sve izmišljeno, i onda se pojavi nešto što nas podsjeti da je domišljatost neograničena. Na primjer, tupi pramac koji se u klasi jedrilica Mini 6.5 pojavio pred desetak godina. Bačvasta forma pomalo nalikuje debeloj dasci za jedrenje i takav oblik sigurno ima svoje mjesto za glisiranje s vjetrom iz krmenog kvadranta.

Čini se da je takva forma dobra i za jedrenje u vjetar. Interesantno bi bilo vidjeti što se događa u slučaju kada se u punoj brzini jedrilica pramcem zabije u neki val, je li pritom naglo zastane zbog zaobljenoga pramca i koliko je u tom slučaju opterećenje...

image
Bačvasti trup
Božidar Vukičević/Cropix
20. siječanj 2021 20:05