Forskare återskapar uråldrig båtmodell med modern teknik
REPORTAGE | En håp är en samisk båtmodell med anor från 800-talet. När Per Lindström Lussi bygger en modern håp gör han det med hjälp av moderna ingenjörsmetoder. Ett mål med hans forskning är att skapa miljövänligare patrullbåtar i fossilfritt stål. Eller varför inte vingar till vindkraftverk?
I juni 1732 sitter Carl von Linné i en båt nordväst om Umeå, på resa i lappmarken. Vid Tuggenforsen går det inte att ro längre. Här får han stiga av och bära sin egen packning, medan den skogssamiske skjutsbonden lägger båten över axlarna och ”springer så med den över berg och dal”.
Båten är en så kallad håp, en modell som använts med stor skicklighet av skogssamerna för att förflytta sig i de forsande vattendragen i norra Sverige. Med en vikt på kanske 25–40 kilo var de smidiga att både ro och bära. Just en sådan båt har Per Lindström Lussi, lektor i maskinteknik vid Linnéuniversitetet, återskapat, 60 år efter att den senaste håpen byggdes.
– Ordet håp kommer från finskans happio, som betyder asp. Skriftliga källor visar att det användes redan på 1500-talet, men det är förmodligen äldre än så. I de syd-, ume-, pite- och lulesamiska språken har det fått betydelsen en liten snipa av just den här typen.
Bild: Gustaf Axel Hallström, Statens museer för världskultur, BY-NC-ND
– Att konstruera marina strukturer är mitt jobb, jag är skeppsbyggare i grunden. Och jag forskar i det här. Så när SSAB och Sandvik, som tagit fram ett höghållfast stål, frågade mig vad vi skulle kunna göra med detta stål var svaret självklart. När man frågar mig nåt brukar svaret alltid bli nåt med båtar eller marina kranar. Ifall det inte handlar om ångpannor eller kärnkraftverk, tillägger Per skrattande.
Från patrullbåt till håp
Så Per föreslår att man ska göra en patrullbåt. En snabb typ av båt som används som exempelvis sjöräddningsbåt eller polisbåt. Man börjar designa en patrullbåt med namnet Snöfrid, men inser snart att det nya stålet är så svårjobbat att man måste göra en mindre båt först.
– Jag är väldigt intresserad av paddling, så kanske en kajak? Men mitt i alltihop var det sametingsval och då kom jag i kontakt med ledamoten Ronny Svartå som sa ”vad tror du om den här båten?”.
Trots att Per är skogssame har han aldrig hört talas om håpen, en båttyp som är minst 1 200 år gammal, förmodligen ännu äldre. Omkring år 890 noteras den i England, då kung Alfred den store intervjuar vikingen Ottar från Hålogaland. Ottar berättar att hans grannar, samerna på Nordkalotten, har sådana båtar för att bland annat fara upp- och nerför forsar. Håpen är en klinkbåt, med överlappande bord eller brädor, en byggtradition som nyligen tagits upp på Unescos världsarvslista.
En bärbar båt på 40 kilo
Till att börja med gör man en funktionsduglig modell i trä, en mockup som Per säger, för det är mycket billigare och enklare. ”Klarar vi inte det, hur ska vi då kunna bygga den i stål?” Men allra först bygger man en modell i papper, i skala 1:10, i klassisk ingenjörsmässig anda.
Den nybyggda håpen är 4,3 meter lång och 1,3 meter bred. Exakt hur tung, eller snarare lätt, en traditionell håp var vet man inte, ”det är ingen som har rapporterat vikten på dem”, men samerna har alltså lätt kunnat bära håpen på axlarna.
– Den vi har byggt nu har landat på 40 kilo. Men då har den en livslängd på 40 år, utan underhåll. Den kan ligga utomhus och den kan vara i isfritt vatten året runt.
Det är ett omfattande arbete bara att skriva mer specifikationen, berättar Per. Hur lång, bred, djupgående, formen… Sedan låter Per båt- och kajakdesignern Johan Wirsén på Öland och hans son Josef rita upp linjerna och skrovet. Linjerna är viktiga och handlar om hur skrovet beter sig i vattnet, men även om utseendet – att båten blir riktigt snygg är viktigt för både Per och Johan.
Objekt för forskare och studenter
Den färdiga båten är nu ett referensobjekt som man kan jobba vidare med. Man har ritningar och vet hur allt ska gå till. Därmed kan forskare, lärare och studenter göra olika ingenjörsövningar.
– Håpen är byggd i fem-lagers björkplywood, enligt vad som kallas nordisk båtstandard. Bottenborden, brädorna som är närmast kölen i botten, är 6 mm tjocka och de övre borden 4 mm.
– Till nästa båt planerar vi bottenborden 4 mm och resten 3 mm. Vi kommer heller inte att måla båten med epoxiplast, vilket sparar sex kilo. Genom att även ta bort allt som ser snyggt ut men inte är nödvändigt räknar vi med att komma ner i 25 kilo.
– Vi har studenter som vill göra sjövärdighetsberäkningar. Hur bra håller den här, hur sjösjuk blir man i den? Sen kan vi göra praktiska experiment och se hur bra vi räknade. Vi har alltså skaffat en plattform för forskning och utveckling så vi kan bygga ett stort antal av de här båtarna i olika varianter. Om nån i Småland får för sig att bygga en glasbåt, ja, då kan vi göra det.
Just nu bygger man en av Johan Wirséns kajaker i plywood och höghållfast stål på laboratoriet i Växjö. Inom kort börjar man bygga en ny, lättare håp. Den är tänkt att väga 25 kilo och ha en livslängd på 10 år. Nackdelen är att varje gång man haft den i vatten måste man ta upp den, spola av den och smörja in den. Den måste förvaras fuktigt, skuggigt och svalt så den inte spricker, och inomhus på vintern. När dessa farkoster är klara kommer man sedan att bygga en håp i stål.
Tips från släkten
Håpen sjösattes i mitten av januari. Planen var sedan att ställa ut den på Jokkmokks marknad i februari, på det svenska fjäll- och samemuseet Áttje, men marknaden ställdes in på grund av pandemin. Per – vars efternamn Lussi lämpligt nog betyder lots, färdledare eller sjöfarare på lulesamiska – hade annars sett fram emot att träffa sakkunniga släktingar och marknadsbesökare från Lappland.
– De skulle ha berättat vad jag har gjort fel med håpen och inte har tänkt på, för att jag har gjort fel är jag helt övertygad om. Skogssamerna har inte byggt en sån här bärbar båt på 60 år, vad vi känner till. Om vi har räknat rätt skulle det vara min farfars tredje- eller fjärdekusin som hade den.
Nu kommer man istället att visa upp håpen på mässan Kalmar WaterExpo 13–15 maj. I sommar planerar Per sedan att, tillsammans med några andra, köra båten nerför Pärlälven, ett oreglerat biflöde till Luleälven. Där finns vattenfall och forsar, så de får under några dagar testa i praktiken att både ro och bära håpen.
Systems engineering
Hur har då Per använt sin erfarenhet och sin forskning i konstruktionen av håpen?
– Först och främst den ingenjörsvetenskapliga metoden systems engineering, som jag använder mig av nästan jämt. Det är en generell, väletablerad, idiotsäker metod för att lösa komplexa problem. Det är också den metod jag lär ut till mina studenter. Sen har vi även använt oss av avancerade beräkningsmetoder som finita element, strömningsmekanik och termodynamik.
– Egentligen vikten. Eller inte vikten, utan att få till vikt och form. Man kan göra nåt som väger 25 kilo, men då gör man det som en halv boll. Då får man nåt hållbart med maximal flytkraft, men det går ju inte att använda det!
– Och så hållbarheten. Man måste bestämma sig för vad båten ska klara av. Det vet vi inte förrän vi har testat den, även om jag har en god idé utifrån min erfarenhet. Den kommer att klara lika mycket stryk som en traditionell båt med 10–12 mm brädor, vilken väger 130 kilo.
Bild: Carl von Linnés teckning av en håp från hans lappländska resa
Per kategoriserar håpen som en förstyvad skalkonstruktion. Och ju större struktur desto lönsammare är det att gå över till stål, berättar han. Kan man bygga en liten håp i höghållfast stål, då kan man ta med den kunskapen och tekniken till att börja bygga exempelvis vingar av olika slag.
– Tittar du på en vinge på ett stort flygplan, eller på ett vindkraftverk, är det en skalkonstruktion. Samma sak med fartyg, raketer, tåg, ja, alla farkoster som är lite större där man vill få ner vikten.
– Det vi har börjat titta på redan nu är hur vi ska kunna bygga vingar till vindkraftverk i det här höghållfasta stålet. Det är starkare och stryktåligare. Dessa vingar är idag ganska miljövidriga, med plast och till och med tropiskt trä. Sverige lever på stål och det är bättre och miljövänligare med stål än att köpa plast utifrån.
Fartyg med stålsegel
En annan idé finns inom sjöfartsnäringen. Här har Per och hans kollegor kontakt med rederiet Wisby tankers, som startats av fyra före detta studenter vid Linnéuniversitetet. Det handlar om möjligheten att bygga stålsegel till deras fartyg. I princip är ett sådant segel en stående flygplansvinge, som kan spara 20–30 procent bränsle.
Slutligen, att håpen är byggd på Öland är inte någon slump. Det lokala ligger Per nära om hjärtat.
– Mycket i min forskning handlar om lokal industri. Jag ser gärna att man får snurr på nånting här nere i Småland och på Öland. I Degerhamn, till exempel, finns en kajanläggning. Varför skulle man inte kunna stå och tillverka vindkraftsvingar där? Och fritidsbåtar skulle man kunna montera var som helst mellan Växjö och Kalmar. Man ser när man åker igenom dem att de har tagit stryk, de här samhällena.
- - - - -
Håpen är en del av forskningen i projektet Demonstrationsmiljö för smart och innovativ automatisering i tillverkningsindustrin (Smart-IAT) och forskargruppen Welding Mechanics Laboratory (WML), samt Kunskapsmiljö Linné Avancerade material.
