Sjötransport står i dagsläget för 80 % av vår globala godstransport och representerar3 % av de globala utsläppen. Åtgärder tas för att minska utsläppen och rederietWallenius Marine har ambitionen att utveckla ett fartyg som med vindenergi tar sigframåt, något som skall minska dess utsläpp med upp till 90 %. I framtagningen avfartyget är Kungliga tekniska högskolan involverade som en forskningsgrupp och tillförfogande finns en nedskalad experimentbåt/modell (7 meter). Under testseglingarmed modellen har problem med manövrering och avdrift uppdagats och arbetet syftaratt åtgärda dessa.Manövreringsproblemet kopplas till rodren som ej kan erhålla de styrkrafter sombehövs och problemet åtgärdas genom konstruktion av nya roder. I arbetsgångenanvänds strömingsteori och profilen bestäms till NACA 0018 med dimensioner0.26 × 0.48 meter, ungefär dubbelt så stora som de gamla. Rodren 3D-printas ochmonteras på modellen via en stålanordning. Teoretiska jämförelser mellan de gamlaoch nya rodren emellan visar att tre gånger så höga lyftkrafter kan erhållas i detinitiala anfallsvinkelintervallet och dubbelt så stor maxkraft. Praktiska förbättringarkvantifieras genom standardiserade manövreringstester och resultatet är positivt. Imanövreringstestet zig zag minskar överslängen med 19 % och periodtiden med 42%.Fenomenet avdrift uppkommer då skrovet på modellen inte kan alstra krafter avsamma storleksordning som den framåtdrivande kraftens sidokomposant. Detta ledertill att båten även färdas åt sidan. För att minska och eventuellt eliminera avdriftenimplementeras centerbord längs modellens sidor. Även här används strömningsteorioch profilen bestäms till NACA 0018. Dess dimensioner är begränsade i djupled ochoptimeras därav genom att finna den mest lämpliga kordan för en anfallsvinkel på 6◦.Efter optimering är båda centerbordens djup bestämda till 0.26 meter och dess korda0.18 meter vilket vid 2 knop genererar 7 N i ytterligare sidokraft per centerbord. Dettabör leda till att praktiska tester visar att avdriften minskas.De nya rodren och implementering av centerbord kommer förbättra utvecklingen avexperimentbåten och därmed bidra till slutgiltiga produkten, Oceanbird.

Wallenius Marine, KTH and SSPA are working together on a wind powered car carrier, that will ship cars over the atlatic. KTH has a small scale prototype of this vessel, and uses this prototype to test performance and new sensor systems, that can be used on the full scale vessel. The KTH research group wanted to add a sensor system that measured the pressure on the sails of the prototype ship. This thesis is about the design, construction and implementation of this sensor system. The system was first designed. The pressure measuring system would be divided into blocks where one block would measure one part of the sail. Each block would be connected to a common communication bus. This bus was then connected to the current control system of the ship. The pressure was going to be measured through pressure taps in the sail. After the design was done, the construction began. Here the choice of components was made. The sensors were from Honeywell, the microcontroller was a Teensy 4.1, communication was done using a RS-422 transceiver from Digilent and the power components were a 24 to 3.3V regulator and a 24 to 5V regulator. A circuit board was designed and created to fit all the components. The system was tested in a wind tunnel to verify that it worked as it should. The next step was the implementation. Three segments of the sail surface was removed. A support structure and fittings was added to the removed parts, so that they can be removed and attached. The taps was added and the system blocks were fitted. The measuring system was tested on the ship out on the sea. The results were that the system was able to measure the pressure distribution over the sail surface. The resulting measurements matched what was expected from viewing the tell tales on the sail. The system worked as specified, but more testing is required to see how the measurements are affected by factors such as the other sails and the hull. This system will continue to be used by the KTH research team in their future research projects. / Wallenius Marine, KTH och SSPA jobbar tillsammans för att konstruera et vinddrivet fraktfartyg för bilar, som ska skeppa bilar över Atlanten. KTH har en nedskalad version av det färdiga fartyget, som används för testning av prestanda och test av potentiella system som kan implementeras på det färdiga skeppet. Forsknings gruppen på KTH ville ha ett tryckmätningssystem som mäter trycket på seglena. Detta masterarbetet går ut på att designa, konstruera och implementera detta tryckmätningssystem. Första steget var design, detta gick ut på att i stora drag definiera systemets utseende. Systemet skulle byggas i block, där ett block innehöll ett antal trycksensorer, mikrokontroller och kommunikations hårdvara. Ett block mätte en horisontallinje över seglet och det var multipla block på ett segel. Varje block var ihopkopplat genom en kommunikationsbus, som sen kopplades till det nuvarande kontrollsystemet på båten. Andra steget var construktion, detta steget var att välja komponenter, bygga och testa systemet. Trycksensorerna som valdes var från Honeywell, mikrokontrollern var en Teensy 4.1 och kommunikations hårdvaran var en RS- 422 transceiver från Digilent. När komponenterna var valda, designades och gjordes ett kretskort för att koppla samman komponenterna. Efter komponenterna var fästa i kretskortet, testades systemet i en vindtunnel. Detta gjordes för att verifiera funktionaliteten av systemet och se om värdena som sensorerna gav var rimliga. Efter systemet var verifierat, så börjades implementationen av systemet. Tre segment av seglet yta togs bort, på tre olika höjder. En stöd struktur adderades till de borttagna segmenten, så de skulle fortsätta hålla sin form, och ett sätt att ta bort och fästa segmenten till seglet gjordes. Pressure taps fästes på ytan och plasttuber drogs från dessa till trycksensorerna. Kretskorten fästes på insidan av seglet och segmenten stängdes. Nästa steg var att testa systemet till havs, och resultaten var lovande. Systemet fungerade som det skulle. Det kunde mäta trycket både i vindtunnel och på havs. I vindtunneln matcha trycken det som förväntades, och ute till havs visade trycket det som förväntades när man kollade på tell talesen på ytan. Mer testning behövs för att se hur olika faktorer påverkar tryckmätningarna, och tryckmätning till alla segeln ska läggas till. Forskningsgruppen på KTH kommer fortsätta använda systemet i forskningen de driver.

A comparative study is carried out to investigate the most promising route towardsthe lightweight construction of a retractable mast for a sailing cargo vessel.Four design families are developed and compared. The primary criteria forjudgment are the structural mass, strength, and stiffness in relation to a providedbenchmark design. Additional evaluation criteria are the capital costsfor raw materials and manufacturing.The design space includes isotropic materials as well as fiber-reinforced polymer(FRP) solutions and is navigated by employing analytical evaluation methodssupported by finite element analysis (FEA). Restrictions to the designspace are given by a general arrangement of the benchmark design. This includesthe limitation to the ULS loads and the overall mast geometry.A review of relevant Det Norske Veritas (DNV) rules for classification is performedand the guidelines for wind turbine blades and wind-powered units(WPU) are judged most suitable to the design challenge. Relevant design principlesare implemented in the structural analysis.It is concluded that pure metal constructions imply an unreasonably large weightpenalty. Local buckling is found to disqualify FRP single-skin solutions as successfulcandidates. Secondary to that, strength concerns are the major driversfor the structural mass.The report presents two designs that are judged fit for the purpose, one is ahybrid truss structure from high strength low alloy steel (HSLA steel) and carbonfiber-reinforced polymer (CFRP). The second design is a sandwich constructionwith CFRP face sheets, a PVC foam core, and additional stiffeningmembers in steel.