Kurie pripūstami balionai tinka didelių laivų leidimui į vandenį?

Kam naudojamos iškylančios gumines oro pagalvės jūros taikymuose?

Iškylančios gumines oro pagalvės tarnauja kaip mobilus paleidimo platforma laivams, pakeisdamos tradicines pasvirusias keliones ir sausas dokas. Šie cilindriniai įrenginiai pakelia laivus valdomai pripūsdami orą, leisdami sklandų pereiti nuo statybos vietų į vandens kelią. Jūrų inžinieriai juos naudoja:

• Leisti į vandenį laivus iki 55 000 DWT (naudingojo krūvio tonų)
• Gauti įstrigusius ar panirusius laivus
• Perkelti jūros objektus, tokius kaip pontonai

Naujausi tyrimai rodo, kad šios oro pagalvės gali išlaikyti slėgį iki 0,12 MPa ir nepakeliamą 234 tonų krovinį, todėl jos yra nepakeičiamos pakrančių ir nuošaliuose laivų statyklose, kur trūksta nuolatinės infrastruktūros.

Standartinės ir sunkaus tipo pūstinės gumines oro pagalvės: pagrindiniai skirtumai

Sunkiasvorių variantų konstrukcijose naudojamos dilimui atsparios gumos formulės, kurios geriau susidoroja su aštriomis korpuso briaunomis ir nelygiomis slankynėmis, ilgalaikėse jūrų operacijose pranašesnės už standartinius modelius.

Kaip oro pagalvės dydis ir matmenys veikia laivo atramą

Optimalus oro pagalvės dydis priklauso nuo korpuso geometrijos ir svorio pasiskirstymo:

Didesni skersmenys padidina kontaktinį plotą, sumažindami gruntą veikiantį slėgį 40–60 % lyginant su siaurais dizainais. Sinchronizuotos daugiakamerų oro pagalvių konfigūracijos prevencijuoja korpuso deformaciją, išlygindamos slėgį visuose kontaktiniuose taškuose.

Duomenys gauti remiantis jūrų inžinerijos geriausia praktika.

Krovinių talpos reikalavimai didelių laivų paleidimui naudojant pripučiamas gumines oro pagalves

Guolių keliamosios galios (Qp, Qg, Qs) supratimas jūrų pripučiamose oro pagalvėse

Guminės padangos yra skirtingų stiprumo kategorijų, priklausomai nuo to, kiek svorio jos gali išlaikyti. Pagrindinės rūšys yra standartinio našumo (QP), didelio našumo (QG) ir itin didelio našumo (QS). Kiekviena kategorija susijusi su vidinės medžiagų sluoksnių konstrukcija. Paimkime QS modelius – jie turi ne mažiau kaip devynis stiprinimo sluoksnius viduje, todėl gali išlaikyti tikrai milžinišką svorį. Taip pat yra pramonės taisyklės, pvz., ISO 14409, kurios nustato ribas, kiek slėgio šios pagalvės saugiai gali išlaikyti. Šie standartai padeda užtikrinti, kad svoris būtų tolygiai paskirstytas, kai pagalvė liečiasi prie laivo dugno per vežimą. Dauguma gamintojų šių rekomendacijų laikosi labai atidžiai, kad išvengtų konstrukcinių gedimų per krovinių vežimą.

Saugus darbinis slėgis ir realaus pasaulio apkrovos našumas: 234 tonos esant 0,12 MPa

Šiuolaikinės oro pagalvės pasiekia 234 tonų kėlimo gebą 0,12 MPa darbo slėgyje judant laivui, padidėjant iki 272 tonų statinės galios 0,14 MPa. Šis 16 % slėgio ir apkrovos skirtumas kompensuoja dinamines jėgas paleidžiant, įskaitant:

• Pereinant nuo šliuzo prie vandens, atsirandantys smūgiai
• Potvynio srovės pasipriešinimas
• Korpuso deformacijos koregavimai

Maksimalus laivo svoris ir nešiamoji geba (DWT): iki 55 000 DWT

Tinkamai sukonfigūruotos oro pagalvių sistemos gali tvarkyti 55 000 deadweight tonų (DWT) svorio laivus, kas atitinka Panamax klasės trampinių laivų dydį. Svarbūs veiksniai yra:

Airbag apkrovos talpos ir laivo poslinkio koreliacija

Poslinkio skaičiavimai turi atsižvelgti į plūdumo efektus paleidimo fazės metu:
Reikalinga airbag talpa = (Laivo svoris × Saugos koeficientas) ÷ Plūdumo jėga
Tipiniai saugos koeficientai svyruoja nuo 1,3–1,5, priklausomai nuo nusileidimo kelio nuolydžio (4°–8° optimalus) ir jūros dugno sudėties. Pakrantės molio pagrindai reikalauja 18 % didesnių talpos maržų nei granito platformos.

Pripūstinių guminių airbag matmenys ir konfigūracija optimaliam palaikymui

Tinkami pripūstinių guminių airbag matmenys ir išdėstymas yra būtini saugiai paleisti laivus iki 55 000 DWT. Naujausių jūrų inžinerijos tyrimų duomenimis, 78 % paleidimo nesėkmių kyla dėl nesuderintų airbag konfigūracijų, todėl itin svarbu tiksliai apskaičiuoti tiek matmenis, tiek išdėstymą.

Galimi airbag matmenys: skersmuo 0,8 m–2,0 m ir ilgis 6 m–18 m

Standartiniai jūrų balastiniai maišai turi nuo 0,8 metrų skersmens siauramesnėms korpuso dalims iki 2,0 metrų pločio laivams, o nestandartiniai ilgiai gali siekti 18 metrų. Šie parametrai tiesiogiai koreliuoja su keliamąja galia – 1,5 m skersmens balastinis maišas esant 0,12 MPa slėgiui paprastai išlaiko 234 tonas, o didesni 2,0 m modeliai atlaiko iki 40 % didesnes apkrovas.

Balastinio maišo dydžio pritaikymas prie korpuso geometrijos ir kilio lietimosi taškų

Žemiau pateikta lentelė rodo rekomenduojamas balastinių maišų charakteristikas, pagrįstas korpuso tipu:

Tinkamas suderinimas neleidžia per didelės taškinės apkrovos, dėl kurios paleidimo metu atsiranda 62 % korpuso deformacijų.

Kelių oro pagalvių sinchronizavimas: lygiavimas ir slėgio balansas dideliems laivams

Šiandienos paleidimo sistemos remiasi ISO standarto formule N lygu K1 kart Qg, padalinta iš C6 RL ketvirtuoju laipsniu, kai apskaičiuojama, kiek reikia oro pagalvių. Atstumas tarp šių oro pagalvių taip pat laikomas tam tikrų ribų, paprastai nuo pi D per du plius 0,3 metro iki 6 kilo parametrų. Pagal tai, ką jūros inžinieriai aptarinėjo nuo 2023 metų pabaigos, naujoji dvigubo slėgio stebėsenos technologija visoje oro pagalvių sistemoje sumažino slėgio skirtumus iki tik plius arba minus 2 %. Tai yra gana didelis žingsnis pirmyn, lyginant su senesnėmis valdymo sistemomis, kurių kintamumas buvo apie 50 % didesnis. Toks tikslus valdymas lemia esminį skirtumą, kai reikia sklandžiai nuleisti milžiniškus laivus nuo kranto, ypač tų milžiniškų laivų, kurių ilgis gerokai viršija 250 metrų, kur net maži laiko problemos gali sukelti didelių sunkumų iškrovimo operacijų metu.

Inžineriniai ir aplinkos veiksniai, turintys įtakos pūsiamųjų oro pagalvių našumui

Šiuolaikinės laivų nuleidimo į vandenį operacijos priklauso nuo elastinių guminių oro pagalvių, kurios suderina konstrukcines reikalavimus su aplinkos sąlygomis. Žemiau analizuojame keturis svarbiausius veiksnius, turinčius įtakos našumui jūros taikymo srityse.

Elastinių guminių oro pagalvių medžiagos sudėtis ir konstrukcinis atsparumas

Ilgaamžių oro pagalvių pagrindą sudaro aukštos kokybės sintetinių gumų mišiniai, armuoti niloninėmis arba poliesterinėmis kabelinėmis sluoksniais. Šios medžiagos turi išlaikyti daugkartinius suspaudimo ciklus, o taip pat atlaikyti pradūrimus, druskingo vandens koroziją ir UV spindulių skilimą. Pavyzdžiui, pakrantės zonose būtinos druskingo vandens atsparios polimerinės formulės, kad būtų išvengta per ankstyvo medžiagų nusilpnėjimo.

Slėgio pasiskirstymo dinamika laivo nuleidimo į vandenį fazėje

Kai laivai pereina nuo statymo į vandenį, oro balionų slėgis svyruoja tarp 0,08 MPa (poilsio būsenoje) ir 0,15 MPa (maksimalios apkrovos metu). Realinio laiko slėgio stebėjimo sistemos dinamiškai reguliuoja padangos lygį, užtikrindamos pastovią apkrovos pasiskirstymą per kontaktinius taškus. Tai neleidžia susidaryti vietinėms įtempių koncentracijoms, kurios gali pramušti balionus ar pažeisti korpusą.

Statymo kampo, pagrindo tipo ir aplinkos sąlygų poveikis oro balionų veikimui

Arkties ir tropikų aplinkose reikalingos specialios gumos sudėtys, kad išlaikytų lankstumą esant -30 °C arba atlaikytų šiluminį plyšimą esant 45 °C.

Potvynių tvarkaraštis ir laiko planavimas saugiam didelių laivų nuleidimui

Operatoriai sinchronizuoja paleidimus su potvynio laikotarpiais, kad būtų sumažintas reikalingas paleidimo atstumas ir žemės trintis. Pavasario potvyniai suteikia 20–30 % didesnį vandens gylį nei įprasti ciklai, žymiai sumažindami oro pagalvių riedėjimo pasipriešinimą. Po audros šiukšlių patikrinimai ir tikro laiko orų stebėjimas dar labiau sumažina susidūrimo riziką kritiniuose etapuose.

DUK

1. Kas yra pripučiamos gumines oro pagalvės?

Pripučiamos gumines oro pagalvės sudaro mobilų paleidimo paviršių laivams, padedančias perkelti juos iš statybos aikštelių į vandens kelius. Jos taip pat naudojamos išplitusiems laivams gelbėti ir jūros struktūroms perkelti.

2. Kaip oro pagalvės palaiko didelius laivus?

Oro pagalvės pakelia laivus kontroliuojamai pripūsdamos, tolygiai paskirstydamos slėgį, kad palaikytų laivo svorį paleidimo metu. Jos sukurtos išlaikyti iki 0,12 MPa slėgį ir apkrovas iki 234 tonų.

3. Kokia skirtumas tarp standartinių ir sunkiosios paskirties oro pagalvių?

Standartiniai oro pagalvės turi mažiau stiprinimo sluoksnių ir žemesnį slėgio pajėgumą, todėl tinka mažiems laivams. Sunkiosios paskirties oro pagalvės turi aukšto atsparumo sluoksnius, didesnį slėgio atlaikymą ir naudojamos dideliems krovininiams laivams.

4. Kaip aplinkos sąlygos veikia oro pagalvių veikimą?

Tokios sąlygos kaip nusileidimo kelio kampas, dirvos tipas ir vėjo greitis įtakoja, kiek efektyviai veikia oro pagalvės. Ekstremalioms aplinkoms, tokioms kaip Arkties ar tropikų regionai, reikalingos specializuotos medžiagos.

5. Kodėl tikslus oro pagalvių konfigūravimas yra svarbus?

Tinkamas dydis ir išdėstymas neleidžia neatitikimams atsirasti, dėl kurių gali nepavykti paleisti laivo. Tiksli konfigūracija užtikrina subalansuotą slėgį visame laive, sumažindama korpuso deformacijos riziką.