A new solution for sealing the deck of an autonomous sailboat

• Main Authors: Hellman, Marcus, Rapaport, Alfred
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI) 2018
• Subjects: Engineering and Technology; Teknik och teknologier
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-231100

Maribot Vane is an autonomous sailboat project at KTH Royal Institute of Technology. The use of autonomous boats is being recognised all over the world as a cost-efficient alternative to traditional manned ships for oceanographic research. Vane consists of an International 2.4 mR hull propelled by a self-adjusting wing that is controlled by a flap. A self-steering mechanism is currently under development. Field testing of the boat in the summer of 2017 showed that the boat was leaking where the mast enters the deck as well as through a hatch covering the former cockpit. This report deals with developing a new sealing solution to prevent water from entering the boat. It should be a durable and waterproof solution. Minimizing friction is of great importance to reduce interference with the self-adjusting wing. The problem is divided into two sub-problems: creating a sealing where the mast enters the boat and designing a new hatch. A housing made of 3D-printed plastic will be placed around the mast. By establishing models depicting “worst-case” scenarios calculations are done to determine how long the housing can stay submerged as well as how much impact it has to endure when being hit by a wave. Experiments are then performed on prototypes of the housing to determine how accurate the theoretical models are. A housing that theoretically can stay submerged for approximately three seconds is developed. Analysis suggests that it is durable enough to withstand the impact from being hit by a wave. A hatch consisting of two parts is also developed. One placed in the front where the mast goes through and one in the back that should be easy to open, providing access to the inner parts of the boat even when in water. === Maribot Vane är ett projekt som handlar om utvecklingen av autonoma segelbåtar på Kungliga Tekniska Högskolan (KTH). Användandet av autonoma båtar erkänns världen över som ett kostnadseffektivt alternativ till bemannade forskningsfartyg. Vane består av ett International 2.4 mR-skrov, framdrivning sker med hjälp av en självjusterande vinge som kontrolleras av en vingklaff. En självstyrningsmekanism är för nuvarande under utveckling. Fälttester av båten sommaren 2017 visade dock att båten läcker vid genomföringen där masten möter skrovet såväl som genom luckan som täcker det som tidigare varit sittbrunnen.   Denna rapport avhandlar utvecklingen av en ny tätningslösning som ämnar förhindra vatten att tränga in i skrovet. Lösningen ska vara såväl tät som hållbar. För att minimera påverkan på den självjusterande vingen är låg friktion kring masten mycket viktigt. Problemet delas upp i två delproblem: skapandet av en tätningslösning vid mastgenomföringen och design av en ny lucka till sittbrunnen. En slags kåpa tillverkad av 3D-printad plast placeras runt masten. Genom att analysera extremfall beräknas hur länge kåpan kan vara nersänkt under vatten såväl som hur stora på frestningar den utsätts för när den blir träffad av en våg. Experiment utförs sedan på prototyper av kåpan för att avgöra hur exakta de teoretiska modellerna är.   En kåpa som i teorin kan vara nersänkt under vatten cirka tre sekunder tas fram. Av beräkningar framgår det att den tål påfrestningen av att träffas av en våg. En lucka beståendes av två delar utvecklas också. En del placeras framme vid mastgenomföringen och en bakre del som ska vara enkel att öppna för att ha tillgång till båtens inre även när den ligger i vatten.