Nastao iz želje da čamci plove brže, hidrokrilo danas doživljava povratak kao čistiji oblik vodenog transporta, omogućavajući plovilima da se izdignu iznad talasa.

U Francuskoj šezdesetih godina 19. veka to bi bio neobičan prizor, čamac na vesla koji se podiže i izgleda kao da lebdi iznad vode, dok niz klinastih elemenata pomaže da se trup uzdigne dok veslač snažno zaveslava. Nije poznato da li je ovakav čamac sa hidrokrilima ikada zaista izgrađen po zamisli pariskog pronalazača Emanuela Denija Farkoa, koji je 1869. godine podneo prvi patent za ovakvo plovilo. Ono što je sigurno jeste da su u narednih 50 godina drugi uspeli da naprave da „poleti“ čamac iznad vode.

Italijanski pronalazač Enriko Forlanini je 1906. godine pustio u pogon funkcionalni čamac sa hidrokrilima na jezeru Mađore u italijanskim Alpima. Škot Aleksandar Grejem Bel, pronalazač telefona, takođe je razvio više tehnologija hidrokrila u svojoj potrazi za ranim avionom. Belovo četvrto plovilo sa hidrokrilima, poznato kao HD-4, dostiglo je brzinu veću od 70 milja na sat (113 km/h), čime je oborilo svetski brzinski rekord za vodena plovila i držalo titulu čitavu deceniju, piše BBC.

„Početkom 20. veka ljudi su eksperimentisali sa hidrokrilima i dali plovilima zanimljive karakteristike, poput veće brzine, manjeg otpora i drugačijih svojstava ponašanja na moru u odnosu na druge tipove čamaca“, kaže Jakob Kutenkojler, profesor brodske arhitekture na Kraljevskom institutu za tehnologiju KTH u Švedskoj.

Šezdesetih godina prošlog veka interesovanje za hidrokrila ponovo je poraslo, koristeći osobine otkrivene ranije u tom veku. „Ljudi su želeli da idu brže“, kaže Kutenkojler.

Danas hidrokrilo doživljava novi procvat – ovoga puta zbog svog potencijala da smanji emisije kod manjih plovila, poput trajekata. „Danas je glavni pokretač prelaska na hidrokrila – elektrifikacija“, objašnjava Kutenkojler.

Rana hidrokrila koristila su fosilna goriva i imala teške metalne konstrukcije. Njihova dvostruka, V-oblikovana krila omogućavala su znatno veće brzine u odnosu na klasične trupove, ali su i dalje stvarala značajan otpor. Do sredine 20. veka tehnologija hidrokrila dostigla je svoj maksimum s obzirom na tada dostupne materijale, izvore energije i tehnička rešenja.

Međutim, hidrokrila su doživela savremeni povratak zahvaljujući novim tehnološkim dostignućima, kaže Kutenkojler. To uključuje manje i efikasnije baterije, lake građevinske materijale i mikrokompjutere koji upravljaju senzorima i automatski balansiraju hidrokrila, omogućavajući da novi modeli zamene nezgrapna, samopodešavajuća V-krila jednim elegantnim krilom koje potpuno podiže trup iznad vode.

Kutenkojler, koji je izumeo eFoil – dasku sa hidrokrilom na kojoj ljudi mogu glatko da „jašu“ iznad vode – optimista je u pogledu potencijalne primene ove tehnologije. Danas se mogu videti sportski entuzijasti i milijarderi poput Marka Zakerberga kako krstare na komercijalnim verzijama. Kutenkojler je prozvan „kumom hidrokrila“ i godinama proučava prednosti i mane ove tehnologije na različitim pomorskim plovilima. Ali hidrokrilo ne menja samo sportove na vodi – ono može da izdigne i čitave trajekte iz vode, značajno smanjujući njihove emisije.

Električni trajekti

Inženjer Gustav Haselskug seća se koliko ga je zaprepastila ogromna količina fosilnog goriva koju je trošio stari čamac u njegovoj letnjoj kući u Vindöu, u Švedskoj. Izračunao je da je trošio oko 15 puta više goriva po kilometru nego njegov automobil. Bilo je to 2014. godine, u trenutku kada su električna vozila bila na pragu globalne ekspanzije, što ga je navelo na razmišljanje.

„Niko se ozbiljno nije bavio elektrifikacijom čamaca“, kaže Haselskug. „Pa sam počeo da istražujem šta može da se uradi.“

Problem sa električnim plovilima je u tome što baterije sadrže znatno manje energije po jedinici mase od fosilnih goriva. Tradicionalnim čamcima je potrebno mnogo energije jer njihovi trupovi stvaraju veliki otpor u vodi. Nakon istraživanja, Haselskug je otkrio hidrokrila. Podizanjem trupa iz vode smanjuje se otpor i energija potrebna za kretanje. Neka hidrokrila mogu smanjiti potrošnju energije plovila i do 80 odsto.

Haselskug je shvatio da bi ova tehnologija mogla predstavljati prekretnicu za čistiji i brži javni prevoz. Iste 2014. godine osnovao je kompaniju Candela, koja je prošlog leta u Stokholmu započela prva probna testiranja potpuno električnih trajekata sa hidrokrilima, u okviru kratkoročnog pilot-projekta. Ukoliko grad Stokholm odluči da ih trajno uvede, Haselskug se nada da bi Candela mogla zameniti tradicionalne trajekte širom grada i šire.

Pored nižih emisija i većih brzina, električna hidrokrila stvaraju vrlo mali talas i ne podižu se i spuštaju sa talasima kao klasični čamci – što znači i izostanak morske bolesti. Tehnologija se sada širi širom sveta, a zajednice od Indije do Sijetla razmatraju njenu primenu u javnom i privatnom prevozu na čistu energiju.

Sportski zamah

Nedavna popularnost hidrokrila u velikoj meri duguje takmičarskim sportovima. Jedriličarske trke poput America’s Cupa počele su da koriste hidrokrila, što je, prema stručnjacima poput Kutenkojlera, „oživelo“ interesovanje za ovu tehnologiju. Na Olimpijskim igrama u Parizu 2024. hidrokrila su korišćena u daskanju na vetru i kajtsurfingu.

Laura Marimon Đovaneti, viša istraživačica i menadžerka projekata u švedskom državnom istraživačkom institutu Rise i sama jedriličarka, kaže da je nakon America’s Cupa 2013. godine „bilo jasno da su materijali dovoljno napredovali, zahvaljujući kompozitima, a istovremeno je postojao i snažan podsticaj za električni pogon“. Između 2017. i 2020. godine, dodaje ona, više tehničkih faktora se poklopilo – unapređenja baterija, skladištenja energije, električnih motora, senzora i lakših materijala.

Danas se hidrokrila najčešće prave od kombinacije karbonskih vlakana i metala poput titanijuma. Tehnologija je trajno promenila jedrenje zbog brzina koje plovila mogu da dostignu. „Teško je vratiti se na staro“, kaže ona, dodajući da nije slučajno što inženjeri kažu da čamci „lete“ po vodi – hidrokrilo u vodi ima sličnu ulogu kao aeroprofil u vazduhu.

„To su bukvalno krila pod vodom“, kaže Marimon Đovaneti. „Kada se jednom podignete na hidrokrilo, nastaje potpuna tišina. Zvuk se potpuno menja. Ako se išta čuje, to je više nalik zvižduku koji dolazi samo od krila koja velikom brzinom seku vodu.“

Širenje tehnologije

Dok su manji trajekti uz pomoć hidrokrila uspeli da se izdignu iz vode, primena iste tehnologije na veća plovila predstavlja izazov. Da bi dostigla maksimalnu brzinu i energetsku efikasnost, hidrokrilna plovila moraju ostati relativno mala i lagana. Jedan od nedostataka, prema Haselsgugu, jeste to što hidrokrila gube prednost u brzini kada postanu prevelika, dok klasični čamci tada postaju efikasniji. Takođe, ne mogu da prelaze velike udaljenosti bez punjenja baterija. Dodatni rizik predstavlja udar u čvrst podvodni objekat, iako su neka hidrokrila opremljena senzorima koji upozoravaju na prepreke poput balvana ili morskih lavova.

Uprkos tome, interesovanje raste. Haselskug navodi da je Candela već prodala 11 trajekata privatnom operateru JalVimana u Mumbaju, gde se očekuje znatno skraćenje vremena putovanja. Na relaciji između Mumbaja i aerodroma Navi Mumbai, hidrokrilo bi moglo smanjiti put sa sat i 45 minuta na svega 30 minuta. Prvo plovilo trebalo bi da počne sa radom 2026. godine. Candela je takođe prodala osam hidrokrila Saudijskoj Arabiji za upotrebu u Crvenom moru, u okviru razvoja planiranog linearnog grada Line. Nedavno je prodala i 14 trajekata turističkim rizortima na Maldivima i u Belizeu, dok je u SAD prodala četiri trajekta privatnom operateru u Tahoe Cityju u Kaliforniji.

U međuvremenu, okrug Kitsap, nedaleko od Sijetla u saveznoj državi Vašington, raspisao je konkurs za izgradnju prototipa hidrokrila koji bi prevozio 150 putnika na prigradskoj trajektnoj liniji do centra grada. Projekat je dobio više federalnih i državnih grantova za istraživanje, dizajn i izgradnju brzog, potpuno električnog trajekta sa nultom emisijom i pratećom infrastrukturom za punjenje.

Direktor Kitsap Transita, Džon Klouson, kaže da je deo dizajnerskih zahteva bio da plovilo može da izdrži ili izbegne udare u plutajuće balvane, kao i da koristi standardne sisteme upozorenja za izbegavanje jata kitova orki. Očekuje se da će ruta trajati 30 minuta, umesto sadašnjih sat vremena, uz vreme punjenja od oko 20 minuta. Još uvek nije poznato kada bi trajekti mogli da budu dostupni javnosti.

U Stokholmu, Haselskug se fokusirao na dvočasovnu rutu od Ekerea, idiličnog predgrađa zapadno od grada, do Gradske kuće. Dok tradicionalni trajekt prevozi 250 ljudi za oko 55 minuta, svaki Candela trajekt može da preveze 30 putnika za manje od 30 minuta, pri maksimalnoj brzini od 30 čvorova. Procena je da bi sa tri takva trajekta i povećanim brojem polazaka grad mogao da preveze 15 odsto više putnika.

Glavna ograničenja tehnologije, kaže Haselskug, jesu domet od oko 40 nautičkih milja i vreme punjenja baterija od oko sat vremena.

Po završetku letnjeg pilot-projekta u Stokholmu, grad sada razmatra da li će kupiti hidrokrilne trajekte i uvesti ih u redovan saobraćaj. Candela procenjuje da bi grad dugoročno uštedeo oko 40 odsto troškova. „To je bio jedan od ključnih argumenata“, kaže Haselskug. „Možete ubediti privatne operatere na osnovu finansija – jednostavno, možete uštedeti novac.“

Foto: Freepik/wirestock