Arno Beuken

 
De Zweedse Candela Seven noemt zich ‘de eerste foilende elektrische productieboot’ en vorige maand was hij even op promotie­toer in Nederland. ‘Productieboot’ betekent dat het hier niet om een eenmalig experiment gaat, maar dat hij in serie wordt gebouwd. Wij voeren mee op bouwnummer drie. Maar eerst: waar hebben we het hier over? En waarom een verhaal over een boot in een tijdschrift dat over computers en technologie gaat? Antwoord: omdat deze boot over computers en technologie gaat.

TRENDS EN UITDAGINGEN 
Als er twee trends in de botenbouw zijn aan te wijzen, dan zijn het wel ‘elektrisch varen’ en ‘foilen’. Elektrisch varen ligt voor de hand: ook in de watersport is verduurzaming een belangrijk thema. Motorbootjes met tweetaktmotoren zijn al zo goed als uitgestorven en ook de betrouwbare, maar omstreden diesel is op zijn retour, zeker voor kleinere boten. Met elektrische motoren vaar je stil en schoon.De actieradius is tot nu toe echter de grote uitdaging: de weerstand van het water waar de boot doorheen geduwd wordt, vraagt om veel energie en zorgt ervoor dat het bereik van elektrische boten nog beperkt is. De sterkere en efficiënte lithium­ion accu’s hebben, ten opzicht van de oudere generaties accu’s, het elektrisch varen in een ‘stroomversnelling’ gebracht. Alsnog zijn accu’s nog altijd zwaar en is hun capaciteit beperkt. De actieradius blijft daardoor een issue en de weerstand van het water een obstakel. Een elektrische boot is dus ­ kort door de bocht ­ leuk voor korte tochten en rustig varen. Een elektrisch fluisterbootje in een natuurgebied als de Biesbosch of de Weerribben? Helemaal goed!de Weerribben? Helemaal goed!

ROMPSNELHEID
Maar, en daar komen we bij de tweede trend, wat als je de weerstand van het water kan verminderen? Nu wordt het even technisch: de meeste boten zijn ‘waterverplaatsers’ (ook wel verdringers). Zij duwen het water voor de boeg voor zich uit en om de boot weg. Daarbij zijn zij gebonden aan hun theoretische rompsnelheid, die je verkrijgt door de wortel te nemen van de waterlijnlengte van het schip en die te vermenigvuldigen met de factor 4,54. Dit is overigens de simpelste uitleg van de formule, want in werkelijkheid komen daar nog andere factoren bij, zoals de waterdiepte. 
Maar goed, dit houdt in dat bijvoorbeeld een stalen boot van negen meter die door het water ploegt, nooit harder zal kunnen varen dan pakweg 13,5 km/u. Meer pk’s in de motor stoppen heeft geen zin, het betekent alleen maar dat de boot zich meer gaat ‘ingraven’ in het water en dat de weerstand alleen maar hoger wordt. Kortom: een energieverslindende bezigheid.

Lijntekening van een klassiek ogend bootje. Alleen de hydrofoils verraden zijn revolutionaire techniek

PLANEREN 
De oplossing is dat je het schip niet dóór het water duwt, maar óver het water laat varen. Dan komt de term ‘planeren’ in zicht. Door de constructie van de romp wordt de boot bij meer snelheid naar boven getild, komt deels uit het water en heeft daardoor veel minder weerstand. Ziedaar de race­speedboot die over het water glijdt. Dan kan het opeens een stuk sneller en is de rompsnelheid inderdaad alleen nog maar ‘theoretisch’. De zo hinderlijke golfweerstand ben je kwijt, dus je verspilt minder energie.
‘Foilen’ is de overtreffende trap van dit principe: lange, op ‘struts’ staande horizontale draagvleugels onder de romp die de boot bij enige snelheid volledig uit het water tillen. Alleen die vleugels zelf steken dan nog in het water, de romp zweeft erboven. Vergelijk het met vliegtuigvleugels die, in de juiste stand, het toestel naar boven stuwen. Deze hydrofoils zie je bij de razendsnelle zeilboten in de beroemde America’s Cup, maar ook bij de windsurfplanken die bij de volgende Olympische Spelen in Parijs te zien zijn: weg is de golfweerstand.
En zo komen we weer terug bij het elektrisch varen: als je een boot laat foilen ­ haast zonder weerstand – nemen de actieradius en snelheid fors toe.

	Een Zweed op de Maas: Candela’s Mikael Mahlberg

EN DAN: DE CANDELA SEVEN  
“Wij zijn geen botenbouwers, maar een techbedrijf dat boten bouwt”, zegt pr­man Mikael Mahlberg, terwijl we rondscheuren over de Rotterdamse Maas. Gustav Hasselskog, de oprichter en directeur van Candela Boats, is ingenieur met een achtergrond in machinebouw en logistiek. In het ontwikkelteam van het bedrijf zitten onder andere mensen van helikopterbedrijf Eurocopter, vliegtuigbouwer Saab Gripen en de Technische Universiteit van Denemarken. Samen werkten ze aan de composietbouw, de elektronica, de hydrodynamica en de ontwikkeling van de software-algoritmes. Een van de grote investeerders in het bedrijf is Chris Anderson, de man achter de TED Talks. “Dit is echt een boot voor mensen die van nieuwe techniek houden, voor early adopters”, zegt Mikael. “We hebben nu 35 boten gebouwd en negentig procent van onze klanten rijdt in een Tesla.”
Dus hoort er natuurlijk ook een app bij, waarmee je op de boot én thuis alle boordinformatie kunt aflezen. En loop je tegen een storing aan? De helpdesk in Zweden verzorgt het softwarematige onderhoud en de updates. En reset de boordcomputer desnoods even voor je, waar je ook bent. Wijzers en klokjes zie je uiteraard niet meer aan boord, alle informatie wordt digitaal aangeboden op twee strakke, waterdichte beeldschermpjes.

HOE WERKT HET?
Alles bij de ruim 7,5 meter lange Candela Seven is erop gericht om de boot zo licht en energiezuinig mogelijk te maken. De romp is daarom volledig opgetrokken uit koolstofvezels en weegt maar 180 kilogram. Het totaalgewicht van de boot is 1300 kg, waarvan zo’n 280 kg opgaat aan de accu’s: hetzelfde 40 kWh lithium­ion NMC­pakket dat je vindt in de BMW i3-­elektrische auto. Achter de boot hangt een elektrische buitenboordmotor van het merk Torqeedo met een vermogen van 60 kW. Dat vermogen heeft de boot ook nodig om hem uit het water te tillen. 
Zolang de boot stilligt en rustig vaart, ligt hij ín het water. De diepgang is dan een halve meter. Maar zodra hij een snelheid van 17 knopen bereikt, ofwel 31,5 km/u, schuiven de drie foils ­ twee in de boot zelf en een onder de buitenboordmotor ­ automatisch naar beneden. Met deze draagvleugels in de juiste stand, tillen ze dankzij de hydro­ dynamische lift de boot uit het water, waarna de weerstand tijdens het varen met 80 procent afneemt. In deze vliegende vaarstand verbruikt de Candela nog maar 18 kW bij een snelheid van 20 knopen, circa 37 km/u. Bij die kruissnelheid is de actieradius van de boot 50 nautische mijlen, oftewel zo’n 92 kilometer. Dat is echt ongekend voor bootbegrippen. Daarna moet hij 12 uur aan de lader, maar op verzoek (en tegen meerprijs natuurlijk) kan er ook een driefase­snellader worden ingebouwd. De topsnelheid van deze boot is trouwens 55 km/u. Met de hydrofoils uitgeschoven steekt de Candela 1,50 meter diep.

Detail van de achterste hydrofoil, verbonden met een vierblads torpedoschroef

FLIGHT CONTROL
Hoe blijft een boot in balans als hij niet in het water ligt, maar op drie in het water stekende vleugels vliegt? Daarvoor zorgt de flight controller. Aan boord zitten zeven sensoren die voortdurend de positie van de boot in de gaten houden. Deze sensoren registreren de positie, de snelheid en de hoogte en geven deze informatie met een snelheid van 100 Hertz door aan deze flight controller. Een ander onderdeel van de boordcomputer is de Inertial Measuring Unit (IMU), met daarin onder andere een gyrosensor die de positie van de boot meet in relatie tot de drie rotatieassen. Het ‘rollen’, ‘gieren’ en ‘stampen’ ­ de standaard scheepsbewegingen veroorzaakt door de wind, de golven en de vaarsnelheid ­ wordt door deze IMU doorgegeven aan de computer.

	De flightcontroller

Met al die data­input past de flight controller elke 10 milliseconden de stand van de draagvleugels aan, waardoor de boot stabiel blijft. Oók in bochten, met zijwind of wanneer iemand door de boot heen loopt en daardoor zijn gewicht verplaatst. De Candela Seven flitst stabiel door het water, zelfs met slecht weer en hogere golven. 

De gps aan boord draait nu nog op het 3G­netwerk. Op mijn verbaasde vraag daarover, grijnst Mikael Mahlberg. “3G klinkt misschien ouderwets, maar de data die deze boot nodig heeft, vragen vooral om stabiliteit en betrouwbaarheid. Je zal maar even geen dekking hebben, terwijl je hard aan het varen bent. 

Inkijkje in het denkwerk achter deze foilende boot

NIET VOOR NEDERLAND 
Het is niet gek dat deze boot zijn oorsprong in Scandinavië heeft. In de Zweedse archipel, maar ook in Finland, wonen veel (welgestelde) mensen op een van de talloze kleine eilanden voor de kust of hebben daar een buitenhuisje. Kleine, snelle boten zijn er zelfs een normaal onderdeel van het forensenverkeer. De Candela Seven is dan ook niet echt een boot voor Nederland. Tuurlijk, je kunt er prima ­ en heel stijlvol ­ mee door de Amsterdamse grachten glijden. Maar het bijzondere van deze boot is zijn zweefvermogen op hoge snelheid en daarvoor is ons land niet echt geschikt. In de meeste gebieden geldt een maximale vaarsnelheid en het IJsselmeer is te ondiep om je met deze boot overal veilig te wanen. Het kan natuurlijk wel: voor een weekendje van de hoofdstad even naar Lemmer, de Poort van Friesland? Het is anderhalf uur varen, met de auto doe je er als het tegenzit langer over. Een leuke gedachte. Maar volgens Duco Snijder van Energy Boats, de vertegenwoordiger in Nederland, zullen zijn klanten vooral mensen zijn die ’s zomers naar het Gardameer en het Lago Maggiore vertrekken. Daar kun je je volop uitleven op de Candela Seven.
Dat gezegd hebbende: varen op het woelige water van de Maas onder de Rotterdamse Erasmus­ brug was een heel bijzondere beleving. Het foilen, in combinatie met de stille elektrische aandrijving, geeft een ongekend vaargevoel. Het enige dat je hoort zijn de golven die af en toe tegen de onder­ kant van de boot spatten, het scharnieren van de hydrofoils en om de paar seconden een elektronisch piepje dat vertelt dat alles netjes werkt.
Mikael Mahlberg remt de Candela af. Automatisch worden de draagvleugels ingetrokken en zakt hij zachtjes terug in het water – en wordt weer een normale boot.
Liever bewegende beelden? Kijk op https://youtu.be/2mZZZlZVvHw