چه مشخصاتی برای کیسه هوا نجات و بازیابی کشتی های کوچک مناسب است؟

عوامل کلیدی در انتخاب مشخصات کیسه هوای نجات کشتی برای عرّاضه‌های کوچک

چگونه طول کلی (LOA) و عرض عرّاضه، اندازه کیسه هوای مورد نیاز را تعیین می‌کنند

اندازه یک شناور تأثیر زیادی بر این دارد که کدام کیسه‌های هوا برای بلند کردن یکنواخت قایق مناسب‌تر هستند. قایق‌های کوچک با طول کلی کمتر از ۲۰ متر به‌طور معمول نیاز به کیسه‌های هوایی دارند که حدود ۶۰٪ از طول بدنه آن‌ها را پوشش دهند، تا از ایجاد فشار بیش از حد روی هر نقطه خاصی جلوگیری شود. در مورد عرض شناور، قایق‌های باریک با عرض کمتر از چهار متر در واقع با کیسه‌های هوایی با قطر کوچک‌تر بین ۱٫۲ تا ۱٫۸ متر عملکرد بهتری دارند. این امر به جلوگیری از حرکات غلت زدن خطرناک هنگام باد کردن کیسه‌های هوا کمک می‌کند. یک گزارش اخیر از عملیات نجات دریایی در سال ۲۰۲۳ یافته جالبی را نشان داد: حدود ۲۳٪ از شکست‌های رخ داده در نجات شناورها در آب‌های کم‌عمق به دلیل استفاده از کیسه‌های هوایی با اندازه نامناسب رخ داده است. این مشکلات معمولاً ناشی از موقعیت‌گیری ناپایدار یا سطح تماس ناکافی با قایق هستند.

نیازمندی‌های شناوری بر اساس وزن و توان کشتی

برای بازیابی موفقیت‌آمیز یک شیء از زیر آب، باید نیروی شناوری حداقل ۲۵ تا ۵۰ درصد بیشتر از وزن قسمت غوطه‌ور باشد. به عنوان مثال، یک قایق ماهیگیری معمولی به وزن تقریبی ۱۰ تن را در نظر بگیرید. عملیات نجات عموماً نیازمند ظرفیت بالابری بین ۱۲ تا حتی ۱۵ تن است تا بتوان آن را دوباره به سطح آب برگرداند؛ این محاسبه با در نظر گرفتن وزن اضافی ناشی از آب جذب‌شده در مواد و همچنین رسوباتی است که در طول زمان انباشته می‌شوند. هنگام محاسبه حجم جابجایی مورد نیاز، تغییرات وضعیت بار نیز باید در نظر گرفته شود. قایق‌های صیادی لوبستر به ویژه با چالش‌های خاصی روبرو هستند، زیرا فضاهای نگهداری آنها تمایل دارند حجم قابل توجهی آب دریا را به دام بیندازند. کارشناسان صنعت اغلب توصیه می‌کنند که حدود ۱۸ تا ۲۲ درصد ظرفیت اضافی شناوری نسبت به وزن خشک کامل قایق در نظر گرفته شود تا بتوان این افزایش‌های غیرمنتظره را در تلاش‌های بازیابی مدیریت کرد.

تطبیق مشخصات کیسه‌های هوایی با هندسه بدنه و محیط راه‌اندازی

شکل بدنه یک قایق واقعاً بر نحوه طراحی کیسه‌های هوا تأثیر می‌گذارد. برای قایق‌هایی با بدنه‌های V شکل، نیاز به کیسه‌های خاصِ منحنی و تقویت‌شده داریم تا از لغزش آنها جلوگیری شود. قایق‌های با ته صاف بسیار بهتر با کیسه‌های هوا با عرض بیشتر و فشار پایین‌تر کار می‌کنند. هنگام کار در فضاهای تنگ مانند بندرهای باریک، واحدهای ماژولار کوچکتر با اندازه کمتر از شش متر بسیار مفید هستند، زیرا می‌توانند دقیقاً دور انواع موانع قرار بگیرند. اکثر تولیدکنندگان بزرگ در واقع راهنمایی‌های خاصی در مورد پر شدن کیسه‌ها بر اساس محیط‌های مختلف ارائه می‌دهند. آنها پیشنهاد می‌کنند که در کف‌های سنگی، فشار را حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد کاهش دهید تا احتمال سوراخ شدن کاهش یابد.

رتبه شناوری و ظرفیت بلند کردن برای بازیابی مؤثر قایق‌های کوچک

محاسبه شناوری مورد نیاز بر اساس ت displacement بدنه قایق

حداقل مقدار شناوری مورد نیاز برای یک شناور از طریق ضرب وزن تغییر مکان در چگالی آب شور به دست می‌آید که حدود ۱٫۰۲۵ کیلوگرم در لیتر است. برای مثال، یک قایق ۱۰ تنی که حدود ۷۰ درصد در آب فرو رفته باشد، تقریباً به نیروی بالابری معادل ۷٫۳۵ تن نیاز دارد تا بتواند در برابر مقاومت آب و چسبندگی به کف اقیانوس مقاومت کند. با این حال، بیشتر نجات‌دهندگان با تجربه می‌دانند که بهتر است به جای اتکا به این اعداد دقیق، یک عامل اطمینان اضافی بین ۲۵ تا ۵۰ درصد در نظر بگیرند، چرا که هیچ چیز در زیر آب کاملاً ثابت نمی‌ماند. بار جابجا می‌شود، جزر و مد ناگهان جهت خود را تغییر می‌دهد و در حین عملیات بازیابی، متغیرهای مختلفی پیش می‌آیند که می‌توانند حتی دقیق‌ترین برنامه‌ریزی‌ها را به هم بزنند.

مطالعه موردی: نجات یک قایق ماهیگیری ۱۵ تنی با تطابق صحیح شناوری

در حین عملیات در دریای بالتیک، یک کشتی تفریحی ۱۵ تنی روی یک سد ماسه‌ای گیر کرد اما پس از اینکه خدمه سه کیسه بادی بزرگ به طول هر یک ۶ متر را باز کردند، توانست آزاد شود. این کیسه‌های بادی تقریباً ۶٫۸ تن نیروی بالابری هر کدام تولید کردند و به این ترتیب کل نیروی ایجاد شده حدود ۲۰٫۴ تن بود. این مقدار از مقدار مورد نیاز فراتر بود، چرا که محاسبات نشان می‌داد تنها ۱۹٫۵ تن برای شناوری کافی است (با در نظر گرفتن وزن واقعی قایق به علاوه ۳۰ درصد اضافه به عنوان حاشیه ایمنی). نتیجه چیست؟ بالا آمدن آرام و تدریجی با سرعت حدود ۱۵ سانتی‌متر در دقیقه، که به طور راحتی زیر حداکثر سرعت پیشنهادی ۲۰ سانتی‌متر در دقیقه باقی ماند. این رویکرد دقیق به حداقل رساندن تنش وارد شده به بدنه کشتی در طول کل عملیات کمک کرد.

تعادل بین حاشیه‌های ایمنی و بیش‌برآوردکردن در عملیات آب‌های کم‌عمق

هنگام کار در آب‌هایی با عمق کمتر از ۱۵ متر، شناوری بیش از حد تمایل دارد تا پایداری شناور را در طول بلند کردن‌های جزئی به هم بزند. یک گزارش اخیر نجات دریایی از سال ۲۰۲۳ در واقع نشان داد که حدود یک چهارم تمام حوادث نجات ساحلی به این دلیل رخ می‌دهد که کیسه‌های هوایی بیش از حد باد می‌شوند و منجر به این وضعیت‌های ناپایدار در بلند کردن می‌شوند. اکنون تیم‌های نجات شروع به استفاده از سیستم‌های ماژولار کرده‌اند به جای تکیه بر واحدهای تکی بزرگ. به عنوان مثال، ترکیب یک کیسه هوایی اصلی ۴ تنی با کیسه‌های کمکی ۱ تنی، کنترل بهتری بر نیروهای شناوری در حین عملیات فراهم می‌کند. این روش به ویژه در مناطق حساسی مانند دشت‌های مدی که حتی اختلالات جزئی اهمیت دارند، یا در نزدیکی صخره‌های مرجانی که نیاز به محافظت از آسیب‌های تصادفی در طول عملیات بازیابی دارند، مؤثر است.

مشخصات فنی حیاتی: قطر، طول و فشار کاری

قطر و طول بهینه برای بلند کردن کارآمد و پایدار

اندازه یک کیسه هوا تفاوت بزرگی در نحوه بلند کردن اشیا و ثبات آن در حین عملیات ایجاد می‌کند. هنگام کار با عرّاضای کوچک‌تر به وزن کمتر از ۲۰ تن، بیشتر متخصصان کیسه‌های هوایی با قطر حدود ۱٫۲ تا ۱٫۵ متر را پیشنهاد می‌دهند. این ابعاد حدوداً ۱۸۵ تا ۲۲۰ کیلونیوتن بر متر نیروی رانشی در سطح فشردگی تقریبی ۷۰٪ ایجاد می‌کنند که با توجه به اینکه همچنان باید در فضاهای محدود جا شوند و گیر نکنند، عملکرد خوبی محسوب می‌شود. طول کیسه نیز مهم است. به‌طور کلی، مطمئن شوید که کیسه هوا بیش از ۶۰ درصد از عرض کشتی را پوشش دهد تا از تاب خوردن کشتی به چپ و راست جلوگیری شود. کابل‌های شعاعی که در داخل کیسه کشیده شده‌اند، به حفظ یکپارچگی ساختار کیسه هنگام پر شدن از هوا کمک می‌کنند. بر اساس یافته‌های منتشر شده در مجله نجات دریایی سال گذشته، انتخاب اشتباه ابعاد می‌تواند عملیات را به‌شدت کند کند. عدم تطابق اندازه‌ها به‌طور میانگین تقریباً نیم ساعت به زمان بازکردن کیسه اضافه می‌کند که در عملیات نجات، جایی که زمان پول است، هیچ‌کس چنین چیزی را نمی‌خواهد.

فشار کاری: بازدهی بادکردن در مقابل یکپارچگی ساختاری

نگه داشتن عملیات در محدوده حدود ۶۵ تا ۸۵ درصد از محدوده فشار کاری نامی (معمولاً بین ۱۴۰ تا ۳۰۰ کیلوپاسکال) امکان بادکردن سریع را فراهم می‌کند بدون آنکه دستگاه خیلی زود از کار بیفتد. طبق برخی تحقیقات سال گذشته، کیسه‌های هوا در صورتی که زیر این حد ۸۵ درصدی باقی می‌ماندند، حدود ۹۸ درصد از فشار خود را حفظ می‌کردند، اما زمانی که کاربران از این حد تجاوز می‌کردند، مشکلات بسیار بیشتری رخ می‌داد و نرخ خرابی تا ۱۲ درصد افزایش می‌یافت. امروزه سازندگان شروع به اضافه کردن ویژگی‌های ایمنی مانند شیرهای ضد پارگی و گاهی حتی دو محفظه جداگانه درونی کرده‌اند. این امر از انفجار ناشی از افزایش بیش از حد فشار جلوگیری می‌کند، با این حال بیشتر محصولات همچنان می‌توانند در مدت تقریباً ۱۵ تا ۲۰ دقیقه بسته به شرایط کاملاً باد شوند.

مدیریت فشار برای جلوگیری از انبساط بیش از حد در فضاهای محدود

در عملیات کم‌عمق، تنظیمات پویای فشار ضروری است—کاهش فشار باد به میزان ۱۰ کیلوپاسکال به ازای هر متر کاهش عمق در زیر ۵ متر، به جلوگیری از انبساط بیش از حد کمک می‌کند. سیستم‌های نظارت لحظه‌ای پارامترهای کلیدی را ردیابی می‌کنند:

دنباله‌های متداول بادکردن، نیروهای جانبی را در کانال‌های باریک نسبت به پرکردن همزمان ۳۸٪ کاهش می‌دهند، همان‌طور که در گزارش مهندسی دریایی (2022).

انواع بالون‌های نجات کشتی و تناسب آنها برای بازیابی عرّاضهای کوچک

هوایی نوع بالش در مقابل هوایی غلتان لاستیکی در محیط‌های محدود

هوایی‌های نوع بالش، بار را به‌طور یکنواخت در سطح خود پخش می‌کنند و بنابراین در کارهای ظریف در فضاهای تنگ یا شرایط آب کم عمق گزینه‌های مناسبی هستند. اما نوع لاستیکی غلتان ساختار متفاوتی دارد. این مدل‌ها از چندین لایه نخ مصنوعی تایر استفاده می‌کنند که آن‌ها را حدود ۸ درصد مقاوم‌تر در برابر نفوذ نسبت به نسخه‌های معمولی PVC می‌کند. این دوام اضافی در شرایط زمین‌های ناهموار یا بستر دریا پر از اشیاء تیز مفید است. طبق تحقیقات انجام‌شده در سال ۲۰۲۲، هوایی‌های نوع بالش نیز بسیار سریع‌تر پر می‌شوند و در مسیرهای باریک به حداکثر بادگیری خود در حدود ۹۳٪ سریع‌تر می‌رسند. در همین حال، نمونه‌های لاستیکی غلتان شکل خود را حفظ کردند و حتی پس از قرار گرفتن تحت فشار ۰٫۲۵ مگاپاسکال به مدت سه روز متوالی در آزمایش، به‌درستی عمل کردند.

قابلیت حمل و سرعت بازکردن در سناریوهای نجات اضطراری

مصالح کامپوزیتی جدید باعث تولید کیسه‌های هوا شده‌اند که می‌توانند حدود ۲۵ تن را بلند کنند، در حالی که وقتی به اندازه کافی فشرده شوند، حجمی کمتر از ۱٫۵ متر مکعب دارند و برای حمل توسط هلیکوپتر به مکان‌های سخت‌الوصول گیر کرده مناسب هستند. آزمایش‌های میدانی نشان می‌دهند که تیم‌های نجات حدود ۸۳ درصد سریع‌تر نسبت به روش‌های قدیمی جرثقیل آماده عملیات می‌شوند، که این امر به‌ویژه در شرایط مد بالا که هر دقیقه مهم است بسیار حائز اهمیت است. آخرین فناوری متداول بادکردن ماژولار اجازه می‌دهد چندین کیسه هوا همزمان باد کنند، که این امر زمان کلی بازیابی را در عملیات‌های اضطراری حدود ۴۰ درصد کاهش می‌دهد. این بهبودها در حال تغییر نحوه انجام نجات دریایی در عمل هستند.

‫سوالات متداول‬

چرا انتخاب اندازه صحیح کیسه هوا برای قایق‌های کوچک مهم است؟

انتخاب اندازه مناسب کیسه هوا اطمینان از بلند شدن یکنواخت قایق را فراهم می‌کند و از ایجاد فشار بیش از حد روی هر نقطه خاصی جلوگیری می‌کند که می‌تواند باعث ناپایداری یا حرکت غلت زدن شود.

برای بازیابی مؤثر وسیله نقلیه چه مقدار شناوری لازم است؟

شناوری باید حداقل ۲۵٪ تا ۵۰٪ بیشتر از وزن غوطه‌ور شده وسیله باشد تا عوامل اضافی مانند جذب آب و وزن رسوبات نیز در نظر گرفته شود.

مشخصات فنی کلیدی بالش‌های هوا برای نجات وسیله چیست؟

قطر و طول بهینه، همراه با فشار کاری، برای بلند کردن کارآمد و پایداری در حین عملیات نجات بسیار مهم هستند.

بالش‌های هوای نوع بالشی و غلتکی لاستیکی چه تفاوتی دارند؟

بالش‌های هوای نوع بالشی بلند شدن یکنواختی را در فضاهای تنگ فراهم می‌کنند، در حالی که بالش‌های هوای غلتکی لاستیکی مقاومت بیشتری در برابر سوراخ شدن دارند و برای زمین‌های ناهموار مناسب‌تر هستند.