Air-lubrication for oceangoing vessels

Prosjektet har som mål å redusere drivstofforbruket fra havgående fartøy, noe som er et nødvendig bidrag til nullutslippsskipsfart. Mer enn 70% av motstanden til havgående fartøy er overflatefriksjon. Påføring av effektiv luftsmøring reduserer friksjonen. Nåværende luftsmøresystemer (ALS) rapporterer opptil 10% nettobesparelser avhengig av fartøystype og drift. Dette tallet viser forbedringspotensial med tanke på den store delen av overflatefriksjon. Dette prosjektet vil gi kunnskap om ALS til skipsfarten slik at flere skip bygges eller ettermonteres med ALS. Dette gjøres ved tverrfaglig tilnærming, med tanke på hele systemet. ALS krever kraftige kompressorer for å injisere luftbobler eller luftlag på den våte overflaten av fartøyet. Effektiv ytelse og strømforbruk for kompressorer er avgjørende for å oppnå forbedrede nettobesparelser. Fysikken til luftsmøring er ikke fullt ut forstått. Dette prosjektet vil utføre numeriske simuleringer, laboratorieeksperimenter, fullskala feltmålinger og overvåking for å belyse mekanisme for luftsmøring og foreslå forbedringer. Videre vil effekten av avanserte overflatestrukturer på ytterligere reduksjon av friksjon i kombinasjon med ALS bli studert. Effekten av ALS på begroing vil bli undersøkt. Propellen vil operere i lettere lastetilstand når motstanden reduseres. Det kreves tilpasset propelldesign som også tar hensyn til at ALS kanskje ikke opererer hele tiden, for eksempel i bølger. Tilpasset skrogdesign vil bli vurdert for å oppnå mer effektiv luftsmøring og mindre ugunstig interaksjon med propellen.

The project aims to reduce fuel consumption from oceangoing vessels, which is a required contribution towards zero emission shipping. More than 70% of resistance of oceangoing vessels is skin friction. Application of effective air-lubrication reduces the skin friction. Current air-lubrication systems (ALS) report up to 10% net savings depending on vessel type & operation. This number shows improvement potential considering the large portion of skin friction. This project will provide knowledge on ALS to shipping industry so that more ships are built or retrofitted with ALS. The project aims also to improve the net savings by 5%. This is done by multi-disciplinary approach, considering the whole system. ALS requires powerful compressors for injecting air bubbles or air layers on the wetted surface of the vessel. Effective performance & power usage of compressors is essential to achieve improved net savings. This would include piping & temperature of compressed air. The physics of air lubrication are not fully understood. This project will perform numerical simulations, laboratory experiments, full scale field measurements & monitoring to highlight mechanism of air-lubrication & propose improvements. Moreover, effect of advanced surface structures, e.g. riblets, on further reduction of skin friction in combination with ALS will be studied. The effect of ALS on biofouling will be investigated. The propeller will operate in lighter loading condition when resistance is reduced. Customized propeller design is required that shall also take into account that the ALS might not operate all the time, e.g. in heavy seas. Customized hull design will be considered to achieve more effective air-lubrication & less unfavourable interaction with the propeller. The consortium includes complete chain of stakeholders, 3 ship owners, hull designer & propeller manufacturer, coating supplier, compressor manufacturer, air-lubrication manufacturer, a research institute & a university.