Research into replacement of R/V DANA

Refvik

Administrator
Staff member
Research into replacement of R/V DANA

KNUD E. HANSEN and DTU Aqua at Technical University of Denmark signed contract on consultancy assistance for a project study and concept design of a 65M multidisciplinary marine research vessel to replace the aging R/V DANA IV from 1981.

KNUD E. HANSEN signed the contract on the basis of our references in designing fishing vessels and in-depth know how in marine research vessels and icebreakers for scientific operations, like the RSV NUYINA for the Australian Antarctic Division.

The concept study will clarify design drivers and evaluate on the preliminary construction, requirements and budget for a new R/V DANA V. The objective for the concept study is to evaluate on the feasibility of the project and provide the business case and documentation for the ongoing process of raising finances for the construction of the ship.

KNUD E. HANSEN and DTU Aqua will be working closely together optimizing the concept design within the requirements for a approx. 65M marine research vessel.

The project team stress the importance of cost efficiency in all aspects of the concept study as well as creating a design with minimal operating and lifespan costs. Such a ship will in a European context become a unique platform for marine research and polar exploration in the Arctic regions at an attractive price.
Like the R/V DANA IV the new research vessel will be designed for operations in icy waters in both the Baltic Sea and the North Atlantic. The vessel should be classed to Polar Code PC B 6/7 as well as comply with high standards for low level of underwater radiated noise during scientific operations.

The ship will be designed with an efficient fishing gear configuration and will have several laboratories. Also, the vessel will be designed for multiple scientific equipment on board as well as operational installations and sensors at the bottom of the hull. On deck, a large A-frame will be designed for handling various equipment and fishing gear. Smaller cranes operating from the side of the vessel will handle smaller nets and sampling equipment.

The project study and concept design will be finished by KNUD E. HANSEN in 6 months and will be completed with a technical report and a general arrangement for the continued design process as well as a report for the use of government officials in further processes.

RV "Dana"
RV-Dana-DJI_rz.jpg

Foto: via Knud E. Hansen
 
Stregerne sættes til nyt havforskningsskib

SKIBSDESIGN: Længenæret ønske om afløser til “Dana” konkretiseres nu for DTU Aqua af Knud E. Hansen

Danmarks Tekniske Universitet er kommet et vigtigt skridt nærmere en aøser til det 37 år gamle havforskningsskib ’Dana’. Universitetets institut for Akvatiske Ressourcer, DTU Aqua, som driver ’Dana’ ud fra basen i Hirtshals, har således hyret den rådgivende skibsingeniørvirksomhed Knud E. Hansen i Helsingør til at bistå ved en konceptudvikling af et nyt stort oceangående dansk havforskningsskib.

Det har gennem længere tid været et ønske hos Danmarks Tekniske Universitet at sikre mere tidssvarende oceangående forskningstonnage. Dermed er hovedformålet med samarbejdet med Knud E. Hansen, at få udviklet et konkret grundlag at arbejde videre med projektet på. Ikke mindst i forhold til den offentlige finansiering.

Det senest kontraherede havforskningsskib, der størrelsesmæssigt kan sammenlignes med det nye skib, Danmarks Tekniske Universitet har på ønskelisten, har en prislap på 38,6 mio. euro. For den pris får det svenske landsbrugsuniversitet SLU i løbet af næste år leveret et 69 meter langt havforskningsskib med 28 enkeltkamre fra den spanske Armon-værftsgruppe.

SLU har i øvrigt siden de udfasede deres hidtidige forskningsskib ’Argos’ i 2011 i ere omgange chartret ’Dana’ til at gennemføre årlige forskningstogter i Nord- og Østersøen.

Udvikling af koncept

Ifølge Knud E. Hansen lyder deres opgave overordnet på at udvikle et konceptdesign på et omkring 65 meter langt havforskningsfartøj. I opgaven ligger også et feasibility-studie og en businesscase i forhold til at udfase den nuværende ’Dana’ og erstatte den med en tidssvarende nybygning. I arbejdet med konceptdesignet, der indbefatter et komplet generalarrangement, er der fokus på højst muligt omkostningseffektivitet og deraf lavest mulige driftsomkostninger i dagligdagen samt gennem skibets levetid. Perspektivet er ifølge Knud E. Hansen at udvikle en platform for et europæisk havforskningsskib, der også kan anvendes i polare og arktiske farvende til en attraktiv pris.

’Dana’ har DNV GLs Ice 1A isklasse, mens konceptdesignet til en nybygning tager udgangspunkt i den tilsvarende nye polarkode PC B 6 eller 7.
Knud E. Hansen oplyser endvidere, at skroget skal kunne opfylde strenge krav til reducering af transporteret teknisk støj ud i havet, når skibet udfører forskellige undersøiske videnskabelige forsøg, der kan påvirkes af dette.

Andre ting, der ligger fast, er at en nybygning skal have samme helt grundlæggende funktion som ’Dana’. Det vil sige kongureret som en dybhavs-hæktrawler med en række forskelligere laboratorier i apteringen samt med en række forskellige sensorer og andet videnskabeligt udstyr om bord. Dertil skal skibet være udstyret med en A-ramme samt et antal mindre kraner i borde til håndtering af mindre net og diverse prøvetagningsudstyr.

Lignende projekter
Knud E. Hansen har nu seks måneder til at udføre konceptdesignet, hvormed DTU Aqua næste forår har et helt konkret grundlag at gå videre med projektet på. Den nuværende kapacitet på den godt 78 meter lange og 14,7 meter bredde ’Dana’, er i alt 38 enkeltkamre, hvoraf besætningen typisk anvender mellem 12 og 18. De grundlæggende krav til et nyt dansk oceangående havforskningsskib med arktiske og polare kapaciteter, forskningsfaciliteter samt en platform, der reelt er en dybhavs-hæktrawler, er indeholdt i Knud E. Hansens mangesidede referenceliste. I foråret bl.a. med et konceptdesign, der gentænker en stor oceangående fabrikstrawler.

Samtidigt er det også den danske skibsdesignvirksomhed, der er bag Australiens nye kommende 156 meter lange isbrydende havforskningsskib ’Nuyina’, som bygges til Polarkode PC 3 til anvendelse ved Australiens baser på det antarktiske kontinent. Skibet får kapacitet til 116 personer ud over besætningen, og er lige nu under bygning ved Damen Galati-værftet i Rumænien til levering i 2020.

Kilde: Knud E. Hansen
 
Design Studies for replacement of R/V DANA (1981)

KNUD E. HANSEN and DTU Aqua (Technical University of Denmark) has completed the comprehensive design study for a new 65-m multidisciplinary marine research vessel. Looking ahead DTU Aqua urgently needs to replace the aging R/V DANA IV as it is facing a 40-year Class survey in ultimo 2022.

The purpose of the project has been to develop a concept design and budgetary cost estimate for the replacement of the R/V DANA with scientific capacity and equipment for a highly advanced multidisciplinary research vessel that will place DTU Aqua in position being an attractive partner for international scientific projects.

The multidisciplinary 65-m marine research vessel is designed and optimized for cost-effective fish stock assessment, hydro-acoustic studies and biological, chemical and physical oceanography based on DTU Aqua’s expected service profile in 2023.

The following objectives have been prioritized:
  • Maximum capacity for hydro acoustic scientific performance
  • High efficiency in fish stock monitoring
  • High scientific multidisciplinary performance through versatile design
  • Year-round operation in North Sea and Baltics
  • Summer/ Autumn operation in Greenland and Polar waters
  • Low operational costs
The vessel is designed for class notation DNVGL ✠ 1A, SPS, EO, DYNPOS (AUTS), PC (6), and to comply with the ICES CRR 209 standard for low underwater radiated noise (URN) emission. In carrying out the design, the key design drivers and other design issues have been scrutinized and evaluated to arrive at optimal design solutions, which prioritizes regulatory compliance, safety, and environment.

The DTU Aqua operating area will primarily be the Baltic Sea, the Gulf of Bothnia, the Kattegat, the Skagerrak, the North Sea, the North Atlantic and Greenlandic waters in summer and autumn. The vessel is designed to operate world-wide including the geographical coverage area of the IMO Polar Code up till approx. 80o N depending on the ice situation.

The capacity of the vessel includes single and double cabins for 34 crew and personnel of which an average of 18-20 is expected to be researchers depending on the specific research operations.

The vessel is arranged with a full suite of hydro-acoustic transducers, multiple laboratories trawl gear, cranes, CTD and deck equipment to support multi-disciplinary research operations. The CTD cranes can operate and sample water to depths of 3000 m as well as handle underwater equipment ranging from small plankton nets and bottom corers and towing of multinets.

The trawl gear is arranged for flexible and efficient operation with multiple net drums and flush deck hatches to two receiving bins. Laboratories are arranged adjacent to CTD Hangar, and below trawldeck to allow efficient handling of fish samples and a variety of wet or dry laboratory work to be carried out simultaneously.

The acoustic transducer suite can carry out a full range of hydro-acoustic surveys, such as bottom mapping, sub-bottom profiling, current profiling, 3D visualization of fish stocks and biomass estimation.

The multifunction deck is equipped with a bolt grid for flexible arrangement of research gear combined with up to four (4) ISO 20′ containers. The side bulwark for the trawl lane, as well as the transom bulwark aft and the starboard side can be removed, so that the overall multi-deck area can be expanded to include the trawl lane.

The building cost of the vessel have been estimated in consultation with several shipyards within continental Europe. The design study concludes that it is possible for DTU Aqua within a total budget of DKK 340 million to have the 65-m ice classed multidisciplinary marine research vessel designed, built and commissioned.

Kilde: Knud E. Hansen

"DTU TBN"
Design-Studies-for-replacement-of-RV-DANA.-KNUD-E.-HANSEN-front-icywaters-190.jpg


Design-Studies-for-replacement-of-RV-DANA.-KNUD-E.-HANSEN-front-side-1851x900-1851x900.jpg



Design-Studies-for-replacement-of-RV-DANA.-KNUD-E.-HANSEN-front-front-1851x90-1851x900.jpg

Alle illustrasjoner: Knud E. Hansen
 
Nyt forskningsskib skal sikre Danmark som arktisk stormagt

For første gang i 100 år risikerer Danmark at stå uden et stort havforskningsskib – nu har skibsdesigner Knud E. Hansen udviklet konceptet for et topmoderne havforskningsskib. DTU mangler dog fortsat skaffe finansieringen.

Om alt går vel vil DTU Aquas kommende, nye havforskningsskib kunne indskrive sig i en eksklusiv klub af forskningsskibe, der kan gennemføre havforskning i farvande, som er omfattet af polarkoden.

Skibsdesign-virksomheden Knud E. Hansen har netop afsluttet konceptudviklingen af et nyt oceangående dansk havforskningsskib med en længde på 65 meter. Designstudier og rapporter er afleveret til opdraggiveren, DTU Aqua, der nu skal afgøre det videre forløb.
DTU Aquas nuværende havforskningsskib, ’Dana’, står overfor at skulle 40-års klasses ved udgangen af 2022, hvilket reelt betyder, at skibet forventes at skulle udfases i løbet af ganske kort tid. Danmark vil uden en planlagt erstatning for ’Dana’ reelt stå uden et stort havforskningsskib for første gang i 100 år, hvis ikke der findes en løsning.

Store, dyre skibe

Flåden af forskningsskibe med isbrydende egenskaber, som er i drift i dag, er dyre i drift.
Derfor skal driftsomkostningerne for et nyt skib optimeres, så det bliver attraktivt for internationale forskerhold at søge skibstid på et dansk, isklasset havforskningsskib.

Med øget international forskningsaktivitet i Arktis, er der et stigende behov for at have kapacitet til at kunne gennemføre operationer i polarfarvande. Men det er dyrt at købe sig ind på forskningstid på de største isbrydende forskningsskibe. En række nationer har allerede sat nye, store isbrydende forskningsskibe i søen. Andre nybygninger på mere end 100 meters længde er undervejs. Det har været et fokusområde for DTU Aqua i designudviklingen at skabe et havforskningsskib med høj forskningskapacitet, som både kan operere i is, men samtidigt været effektivt og billigt i drift.

Hydroakustik

Og netop at optimere omkostningsniveau med høj forskningskapacitet samt at tilpasse skibet til isklassen har været noget af en udfordring for Knud E. Hansen, der står bag designudviklingen.

– Udfordringen har været at designe et havforskningsskib med maksimal kapacitet til at udføre hydroakustiske målinger og samtidig gøre skibet i stand til at operere i isfyldte bælter mellem åben vand og fast is, forklarer skibsdesigner Mike P. Sears fra Knud E. Hansen.
– Hvor andre havforskningsskibe må vende om, når de møder is – også flere af dem, som vores nabolande bygger og sammenlignelige skibe i flåden – så er dette skib til DTU Aqua designet til en havforskning i en fremtid, hvor mere havforskning foregår arktiske egne med mere brudt is.

Skubbe til isen

Bliver det nye havforskningsskib et isbrydende forskningsskib?

– Nej. Vores bud er, at det nye ’Dana’ skal kunne operere i isen, altså sejle og skubbe til isen, ikke nødvendigvis bryde isen. Fryser skibet fast, så kan det holde til det. Hvis hun skulle bryde is, så ville det være nødvendigt med en anden skrogform og kraft, hvilket ville øge prisen og påvirke optimeringen i opsætning af hydroakustiske måleinstrumenter.

Knud E. Hansen har som nævnt haft byggeomkostninger og driftsomkostninger for øje i forbindelse med udarbejdelsen af konceptstudiet.

– Dette er ikke på grund af byggeprisen i sig selv, men for at have et attraktivt havforskningsskib internationalt. Den samlede løsning giver DTU Aqua et driftoptimeret havforskningsskib i mellemstørrelsen på omkring 65 meter, hvor dagscharterprisen for skibstid kan bringes ned, hvilket skal gøre DTU Aqua til en attraktiv samarbejdspartner for forskningsgrupper internationalt.

Mange studier

Hvordan har I grebet analysearbejdet an i praksis?

– Der er gennemført sammenlignelige studier af 12-15 skibe fra den internationale flåde af havforskningsskibe i samme størrelse. Herefter har vi sammen med DTU Aquas New Build Team virkelig raffineret på alle enkelt løsninger fra for til agter, forklarer Mike P. Sears.
Der er gennemført en række omfattende studier af enkeltelementer i processen for at finde optimale løsninger på hver enkel komponent; skrog, støj, propulsion, bubble sweep down, CFD mv.

Mike P. Sears fortsætter:
– Det har været vigtigt for os at gennemtænke et godt flow i skibet ift. fiskeriarbejde, multidisciplinære stationer, forskningslaboratorier osv. Dette gælder også for havneanløb og håndtering af lastning/ losning.

Hvad er blevet valgt fra for at få omkostningerne ned?

– Det er klart, at en væsentlig del af designstudiet har handlet om at optimere skrogets linjer og nedbringe undervandsstøj (URN) for at kunne opnå højeste forskningsstandard (ICES CRR 209) som en nødvendighed for, at forskerne vil kunne optimere skrogmonterede sensorer og måleinstrumenter. Vi har gennemført nærstudier af propel-, skrue-, aksel-, og fremdrivningskonfigurationer. Vi har også gjort meget ud af at vurdere power load’en på den dieselelektriske konfiguration ud fra pris og driftsomkostninger.

Mike P. Sears fortsætter:
– Man kunne have designet skibet med to propeller, men evalueringen har vist, at dette ikke giver tilstrækkelig merværdi samlet set, når man sammenholder med merprisen.

Artikel fra Søfart af Søren L. Hviid

Kilde: Knud E. Hansen
 
 
Back
Top