Ütéscsillapító ülések motorcsónakokhoz
A Project 03160 Raptor járőrhajók az orosz haditengerészet leggyorsabb tengerjáró hajói.
A katonai merevtörzsű felfújható csónakok és nagysebességű vízi járművek gyártói számára nagy kihívást jelent egy olyan platform létrehozása, amely egyensúlyban tartja a legénység és az utasok nagy teljesítményét és fizikai igényeit. A „törhetetlen csónakok” megjelenésével, valamint a túlzott motorteljesítmény jelenlétével az ember a leggyengébb láncszem lett. A számítógéppel segített tervezőprogramok és a digitális szimulációk kulcsfontosságú összetevői egy nagysebességű vízi jármű tervezési folyamatának, de az emberi test reakciója (azaz a fájdalom!) olyan kritikus bemenet, amelyet a tervezőknek és a hajótervezőknek figyelembe kell venniük a következő generációban. motorcsónakok.
A gyorsjárműveket számos katonai és professzionális küldetésre választják ki. Ennek megfelelően a cél az, hogy a legénység és a fedélzeten tartózkodó személyzet jó egészségben érkezzen meg rendeltetési helyére, készen a feladat végrehajtására vagy a harcra. Egyes haditengerészeteknél a kiváló erőnlétet és az állóképességet tekintik a probléma megoldásának. Más hadseregekben a férfiakat feláldozhatónak tekintik, mert van egy sor, aki készen áll a helyükre, de ez a megközelítés nem segít, ha a hajó már úton van, és a legénység készen áll a feladat végrehajtására.
A merevtörzsű felfújható csónakokat és motorcsónakokat használó professzionális szerkezeteknek meg kell érteniük, hogy milyen szintű hullámokkal (tengererősségekkel) találkozhatnak, és ennek alapján kell kiválasztani a feladatnak megfelelő típusú és méretű hajókat. A lökésterhelés csillapítása vagy csillapítása arra szolgál, hogy "erős vagy kevésbé intenzív ütéseket tegyen". A sokkmérséklési stratégia kötelező minden nyílt tengeren közlekedő vagy erős tengeren üzemelő hajó esetében. Ide tartoznak azok a folyók és torkolatok, ahol a szél az áramlás ellen fúj; a tavakon is jelentős magasságú hullámok keletkezhetnek a több kilométernyi nyílt vízen akadálytalanul fújó széltől.
Ha hatékony stresszcsökkentési stratégiát alkalmaznak, a kormányos, a személyzet és az utasok nagymértékben profitálnak a megnövekedett kényelemből és a kisebb sérülési arányból. Ugyanakkor növelhető a tengeren tartózkodás időtartama, lehetővé válik a nagy távolságok nagyobb sebességgel való leküzdése, a legénység felkészültsége és a harci hatékonyság nő.
Fontos, hogy más területeken szerzett tapasztalatokat merítsünk, ahol előrelépés történt a sokkcsökkentés terén, de a mítoszokat el kell oszlatni. Egy rendszer szárazföldi, tengeri és levegőben történő mozgásának elemzéséből kitűnik, hogy nem minden ráhatás redukálható egy vagy olyan nagyságrendű túlterhelésre, egy vagy másik vektorral. A fő különbség a szárazföldi járművek és a felszíni hajók között a felfüggesztés, amely csökkenti a kerekek és az alváz közötti vibrációt. A vontatók és a pótkocsis nehéz teherautók még ennél is tovább mennek, mert a felfüggesztés mellett lengéscsillapító fülkével is felszerelték, így az ülés elsősorban a kényelemről szól. Egy mezőgazdasági traktor vagy egy bányászati teherautó egyenetlen terepen haladva más terhelést tapasztal, mint a hullámokon sikló hajóé. Az elmúlt években az MRAP (Mine Resistant Ambush Protected - aknák és rögtönzött robbanószerkezetek elleni fokozott védelemmel) kategóriájú katonai járművek fejlesztése felgyorsította az aknarobbanás hatásának csökkentését célzó kutatásokat. Azonban az ilyen autóban lévő ülés, amely csökkenti a robbanáshullám becsapódási erejét, nem valószínű, hogy megbirkózik a nagy sebességgel érkező hullámok ismételt becsapódásával.
В repülés számos tanulmányt végeztek az üléspárnázás és a különféle terhelések hatása terén is. A helikopterülések a legénység védelmét szolgálják a kemény leszállás során, az ütésálló ülés pedig szerkezetileg a teljes karosszéria deformációs zónájának része, melynek célja az ütési terhelések nagy részének elnyelése. A katapult ülések sok pilóta és navigátor életét mentették meg, mivel lehetővé teszik a haldokló repülőgép elhagyását. A kilökődés azonban egyetlen esemény, amely megfelelő bemeneten alapul, általában a bennülő kezdeményezi, amely esetben bizonyos testi sérülések elfogadhatók, mivel az még mindig jobb, mint a biztos halál. A nagy hullámok becsapódása a tengeren általában nem különálló események, különböző méretűek és különböző irányúak lehetnek. Zavaros tengeren való mozgáskor a csónak ütéscsillapító ülésének a másodperc töredéke áll rendelkezésére, hogy helyreállítsa és tompítsa az „ismétlődő ütközést” vagy a több ütközés következő sorozatát.
A motorcsónak előkészítésének kulcsfontosságú összetevője a speciális tudás, amely segít a kormányosoknak és a legénységnek megérteni a siklóhajóra ható erőket, különösen hullámokon való áthaladáskor. Egy gyaluhajónál három állapotot kell figyelembe venni: sebesség kiszorítási módban, gyalulásba való belépés vagy onnan elhagyás, gyalulási sebesség. Ha alacsony vagy közepes sebességgel halad át a hullámokon, a hajó követi a vízfelszínt, ebben az esetben nem valószínű, hogy valaki megsérül, de mozgási betegség alakulhat ki. A siklási sebességgel az a probléma, hogy a kormányosnak korlátozott a kilátása a hajó orra felett, ami csökkentheti a tenger állapotának tudatosságát.
A hullámfelületen közlekedő gyorshajók rázkódáscsökkentő megoldásainak következő generációjának kifejlesztéséhez fontos megérteni a hajótestre ható erőket, amikor az a mozgó felső víz hullámain halad át vagy áthalad. Zavarokat okozhatnak egyrészt a több száz mérfölddel távolabbi viharok, amelyek hosszú és magas hullámokat keltenek, másrészt a helyi szél által keltett hullámok, harmadrészt pedig más hajók nyomában. A hullámok jelenségeinek megértésével a tudósok és mérnökök elemezhetik a hatásláncot a hajótesten, a fedélzeten, az üléseken és végül a csónakban ülők testén.
Üléshelyzetek párnázással: félig függőlegestől félig fekvőig
A tudósok kezdik számszerűsíteni a hullámok hatását, és leírják, hogy a hullámok magasságától és természetétől függően a gyaluhajó minden alkalommal másként kerül a vízbe. Egyszerűen fogalmazva, egy nagy sebességű merevtörzsű felfújható csónak vagy csónak először az orral, majd a tattal, laposan a gerincvel vagy a hajótest egyik oldalával üthet. A különböző tengeri hullámoknál lezajlott folyamat lefilmezhető és lassú sebességgel lejátszható, vagy rögzítő érzékelők segítségével elemezhető. Amikor a legénység egy kemény átmenet után kilép a vízből, az olyan szubjektív kijelentés, mint „nehéz utazás volt”, most már kvantitatív adatokkal is leírható. Például két, egymás mellett, azonos sebességgel mozgó kormányos azonos csónak munkahelyén a rezgés mérhető a későbbi elemzéshez. Ennek a megközelítésnek a megfelelő használata hatékony tanulási eszköz, ahol a videók és a számok megmutathatják, „mi a jó és mi a rossz”.
A hajótestre vagy a kritikus felszerelésekre gyakorolt rezgések és ütések hatásának megfigyelése viszonylag egyszerű, mivel az adatrögzítőket többféleképpen lehet üvegszálra, alumíniumra vagy műanyagra rögzíteni. A szárazföldi járművek területén évtizedek óta alkalmazzák az ilyen eljárásokat, és ennek eredményeként meglehetősen hatékony módszereket fejlesztettek ki a rezgés csökkentésére vagy megszüntetésére a lengéscsillapítók beállításával. A fedélzetre vagy az ülések aljára ható erők mérése, majd az azt követő statisztikai adatok felhalmozódása sokáig nem okozott gondot, de mostanra heves viták folynak arról, hogy miként gyűjtsék össze a legénységtől, ill. utasok. A hát alsó része a legnagyobb sérülésveszélyes terület, ráadásul a gyorsulásmérőket nagyon nehéz rugalmas emberi testhez rögzíteni. Ebben az esetben az üléspárnák és a biztonsági övek elfogadható érintkezést biztosítanak az adatrögzítők számára. Ennek a technikának az a célja, hogy érvényes és megbízható méréseket biztosítson az ismétlődő ütközések erősségének és az egész test rezgési paramétereinek felmérésére.
Ütéscsillapító ülés munkaállomással kombinálva
Ahogy az adatrögzítők költsége csökkent, a különböző katonai, félkatonai és civil szervezetek világszerte hatalmas mennyiségű vibrációs adatot kezdtek gyűjteni és tárolni. Nehéz feladat az adatok elemzése és a számszerű mutatók relevanciájának eldöntése. Egy egyszerű jelzőberendezést, például egy utcai lámpát javasolnak, amelyben a zöldről pirosra váltás jelzi a személyzet számára, hogy a rezgésterhelés növekszik. A színváltozás rezgési küszöbértékeinek beállítása azonban az alkalmazott mérési módszertől függően változhat.
Az elmúlt évtizedben a gyorshajózási szektor jelentős fejlődésen ment keresztül, és ennek eredményeként számos különböző dizájn- és elrendezési megoldás jelent meg az ülőhelyek számára. A merev felfújható csónakok és motorcsónakok üléseinek jó ergonómiai jellemzőkkel kell rendelkezniük, amelyek kielégítik a kormányos, a legénység és az utasok különböző igényeit. Itt fontos a kényelem, ezért az ülések kialakításánál helyet kell biztosítani az ülő személynek, felszerelésének és vízi járművének. Egyes szervezetek személyzetének folyamatosan kell viselnie a kirakodási, testvédelmi és fegyver. Ebben az esetben szükség lehet egy állítható ülésre, beépített tárolóval a személyes felszerelések számára.
Az elmúlt harminc évben a RIB-ekben és motorcsónakokban a tipikus ülések vagy motorkerékpár-típusúak, vagy úgynevezett utólagos ülések voltak, gyakran habpárnával. A nagy működési sebesség miatt jelenleg sok szervezet használ vagy fontolgat párnázott ülések beszerelését. A lengéscsillapító ülés célja, hogy elszigetelje a kormányost és a személyzetet a vibráció és ütés legrosszabb hatásaitól, ahol a lábak nagy távolságra vannak elhelyezve. Az ütéselnyelő motorkerékpár-típusú ülésben az utas súlyának egy része az ülésen lévő test és a lábtartón lévő lábak között oszlik meg. Annak érdekében, hogy elkerüljük az ütést, amikor az ülés elkezd felfelé mozogni, a tipikus felfüggesztési út vagy út 150 mm. A következő generációs ülések magasság- és súlyállítási lehetőséggel rendelkeznek, így sok ember számára alkalmasak. Ezeket a beállításokat egyértelmű utasításokban és előírásokban kell dokumentálni a fedélzeten, mivel a rosszul beállított ülés problémákat okozhat.
Motorcsónak lengéscsillapító ülésekkel az egész személyzet számára
Az ütéselnyelő ülés, amelynek lábai a lábtartón vannak, nem pedig a fedélzeten, az ülő személy teljes súlyát hordozza. Az ilyen üléseket általában a kormányállásba vagy a kabinos hajókba szerelik be. A félig elmozduló hajók ülésútja 100 mm-től kezdődik, a szupermotoros hajóknál pedig a 200 mm-t is meghaladhatja. Egyre nehezebb kiválasztani a megfelelő ülést a hajóhoz, vagy az ülést a hajóhoz igazítani.
Meglepő módon a szélenergia-szektor fejlődése hozzájárul a motorcsónakokon szállított személyzet és technikusok biztonsági szintjének javításához. Az egyes ülések és fedélzeti tartóelemek roncsolási tesztjei alkalmasak a szélturbinák és más hajók közvetlen közelében siklási sebességgel haladó hajókra. Ezek az ülések javított ergonómiát és további beállításokat igényelnek, mivel az utasok várhatóan hosszabb ideig kénytelenek a nyílt tengeren közlekedni. Mivel az ülés csak egy része annak a hajónak, amelyen az emberek mozognak, elkerülhetetlen a munkahelyek (terminálok) velük való integrálása. A hosszú utazás során eltérõ testhelyzet minden típusú szállítóplatformnál fontos. Amikor az ülő személy alszik, az egész testet fel kell függeszteni, hogy a lengéscsillapító rendszer elvégezhesse a feladatát. Kutatás folyik arról, hogy melyik pozíció kényelmesebb, fekvő vagy félig fekvő, és hogyan lehet a legjobban megvédeni a gerincet, ha nincs tudatos teströgzítés.
Számos katonai struktúra, köztük a különleges hadműveleti erők is azt a követelményt támasztják, hogy a katona szakterülete szorosan illeszkedjen az elvégzett feladat típusához, különösen a nagysebességű műveleteknél. Az emberi tényező egyre inkább befolyásolja az ülés- és felfüggesztési rendszerek fejlesztését, különösen az érzékenyebb kezelőszervek és a jobb ergonómiával rendelkező munkaterület-elrendezések fejlesztése terén. A kormányosok már beépítették az ülések karfájába joystick vezérlőket és motorvezérlő karokat. Nagy sebességnél a navigátorok csak akkor tudnak hatékonyan működni, ha a navigációs képernyők együtt mozognak a kezükkel és a szemükkel. Növeli az optikai megfigyelő állomásokat és távfegyverrendszereket kiszolgáló technikusok munkájának hatékonyságát is, amikor kezelőpaneleket rögzítenek az üléseikre. A nagy sebességgel dolgozó lövészeknek speciális ütéselnyelő ülésekre van szükségük, amelyeket a fedélzetre szerelt fegyverekhez kell rögzíteni.
Az elmúlt években a motorcsónakok területe jelentősen fejlődött. Az ülések fejlesztési és gyártási technológiájának javításán végzett sok munka oda vezetett, hogy az ember már nem mindig a leggyengébb láncszem a motorcsónakokban. A hajó sebességét nyugodt vízen a meghajtó egység teljesítményhatárai határozzák meg, de a hullámban a sebességet a tervezési korlátok korlátozhatják. A professzionális motorcsónak-kormányos általában az úgynevezett "elfogadható kellemetlenségig" növeli a sebességet, és amikor eléri a fájdalomküszöböt, kissé lelassít. De mivel az innovatív felfüggesztési rendszerek lehetővé tették az ember leválasztását a csónakról, új probléma merült fel: a hajótestet, az alkatrészeket és a felszereléseket úgy kell megtervezni, hogy azok ellenálljanak a lengéscsillapító üléseikben lévő extrém terheléseknek. .
A vásárlási döntés meghozatalához össze kell hasonlítani a következő generációs gyorshajók törzsét és a lökésterhelést csökkentő megoldásokat. A zord tengeren végzett teljes tengeri kísérletek költségesek, időjárásfüggőek, és hajónként változhatnak. A tenger hullámai ritkán állandóak egy területen vagy hosszú ideig. Nehéz igazolni az emberi részvételt a sérülési vizsgálatokban is. Az összes ilyen probléma megoldására 2013-ban a Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (ISO) munkacsoportja jött létre, amely szabványos eljárásokat dolgoz ki a „tengeri ülésekre gyakorolt hatások csökkentésének laboratóriumi értékelésére”. Előzetes ütési teszteket végeztek az Egyesült Királyságban és Kanadában, hogy bemutassák az in vitro ülésterhelés-csökkentési teljesítményt a hajókra való felszerelés és a további vízvizsgálatok előtt. Ezt követően minden hajót átvizsgálnak annak megállapítására, hogy mennyire felelnek meg a vibrációra vonatkozó jogszabályoknak, beleértve a 2010-ben hatályba lépett EU vibrációs előírásokat is.
A gyors kishajók területén ma már jobban megértik az emberek nagy sebességgel történő szállításával kapcsolatos problémákat. A katonai, kormányzati és mentőszervezetek felismerik, hogy a terheléscsökkentési stratégiákat be kell építeni magukba a tervezésbe, az előkészítésbe, a tervezésbe és a műveletekbe. További műszaki jellemzők közé tartoznak az innovatív hajótest formák, amelyek növelik a mozgás simaságát, a speciális felületek a hullámok támadási szögének szabályozására, valamint az ütéselnyelő fedélzetek a személyzet tagjai és az utasok számára. De még mindezzel a technológiával is a feladat sikere mindenekelőtt a hajót vezető kormányos hozzáértésén múlik, a tengeri viszonyoktól függően.
Felhasznált anyagok:
www.defenceiq.com
www.warspot.ru
www.wikipedia.org
ru.wikipedia.org
Információk