Морская болезнь: поплавок

Морская болезнь: поплавок

Когда-то Английская корона гордо именовалась владычицей морей. Сейчас она претендует на титул владычицы ветров — к 2050 году не меньше 40% всего энергопотребления страны будет обеспечиваться за счет морских ветровых энергоферм. Правильнее, огромных энергоплантаций, «засеянных» тысячами турбин нетто-мощностью до 10 МВт.

Очередной ход к данной цели был сделан правительством в 2010 году, в то время, когда консорциум больших европейских компаний, в который вошли датская Dong Energy, германская EON, норвежские Statkraft и Statoil, взял пакет лицензий на постройку генерирующих мощностей количеством 33 000 МВт в девяти районах Северного и Ирландского морей.

Особенность этого, третьего по счету этапа освоения энергоносителей акватории Британии содержится в том, что компаниям нужно будет покинуть обжитые берега. В буквальном смысле слова. К примеру, условная граница продуваемой всеми ветрами отмели Доггер-банка, на дне которой к 2020 году будут покоиться силовая разводка и мёртвые якоря полутора тысяч 200-метровых ветряков, находится в 125 км от громадной почвы. У моряков эти места имеют плохую славу.

Штормовые пятиметровые волны тут — простое дело, а трехметровая «рябь» отмечается 300 дней в году. Несомненно, возведение огромных конструкций на Доггер-банке и в других районах будет связано с значительными проблемами.

Но выстроить энергоферму и уложить на дне шлейфы силовых кабелей — лишь полдела. Значительно сложнее будет обеспечить регулярное обслуживание тысяч турбин.

Не смотря на то, что современные ветроустановки проектируются с огромным запасом прочности и оснащаются совокупностями телемониторинга, как минимум несколько раз в год инженерам нужно создавать визуальный осмотр несущей башни, лопастей ротора, поменять рабочие жидкости, подшипники, предохранители и т. д. Катера, каковые употребляются на данный момент для доставки ремонтных бригад к прибрежным ветрогенераторам, «держат» волну высотой до 1,5 м и для работы в экстремальных условиях совсем негодны. Исходя из этого до 2014 года, на что намечено начало освоения энергетического Эльдорадо, инженерам не смотря ни на что нужно создать и запустить в серию совсем новые типы малотоннажных судов, талантливых противостоять трехметровым валам, и совокупности надёжной швартовки и спуско-подъемные устройства для плавучих ремонтных баз. И эта работа уже началась в рамках технологического конкурса Offshore Wind Accelerator, организованного некоммерческим партнерством Carbon Trust, осуществляющим научную и денежную помощь другой энергетики.

Поплавок с грузилом

В конкурсе, стартовавшем летом прошлого года, рассматривалось 450 разных концепций и готовых технических ответов. В финал же вышли всего 13, но только две из них в итоге возьмут гранты от Carbon Trust и техподдержку в ходе коммерциализации. В числе претендентов на победу в Offshore Wind Accelerator имеются в полной мере классические концепции судов.

К примеру, платформа на воздушной подушке норвежской компании Umoe Mandal, судно Fjellstrand Windserver со сложной, гасящей колебания формой корпуса и катер со встроенной совокупностью перехода к турбине от North Sea Logistics. Но громаднейший интерес специалистов Carbon Trust позвали два уникальных проекта, не имеющих аналогов в истории кораблестроения. Это «морской конек» TranSPAR, придуманный канадским инженером Питером Гиффордом, и 4-Рlay, необычная конструкция компании Nauti-Craft из Австралии, напоминающая огромную водомерку.

TranSPAR напоминает рыболовный поплавок. Его водоизмещающая капсула, принимающая на себя целый вес судна, находится на глубине 20−30 м в спокойном слое воды, подобно подводной лодке. Она имеет обтекаемую форму и оснащена тремя поворотными винтовыми движителями. Тяжелый киль удерживает машину в строго вертикальном положении.

Надводная часть TranSPAR парит в 7−10 м над ватерлинией. Она является гондолой для экипажа, инструмента и запчастей. Трубы, соединяющие гондолу с водоизмещающей частью, имеют обтекаемое эллипсовидное сечение.

«Морской конек» не блещет динамикой (да она ему и не нужна), но демонстрирует потрясающую устойчивость при штормовой волне. Пятиметровые волны яростно беснуются промеж несущих труб, не оказывая ни мельчайшего влияния на положение судна.

Дюжина таких аппаратов, базирующихся по периметру материнской плавбазы и оснащенных устройствами стыковки с башней, смогут обеспечить гарантированный доступ к тысячам ветряков в течение 365 дней в году, считает директор Carbon Trust аккумуляторная Сайкс. Важно, что по цене изготовления, надежности и эксплуатационным издержкам TranSPAR побеждает у собственных высокотехнологичных соперников «в одни ворота» кроме того в случае если его делать не из стали, а из композитов.

Регата Париж — Дакар

Пожалуй, единственным важным соперником Питера Гиффорда в конкурсе Offshore Wind Accelerator может стать живописец из провинциального австралийского местечка Дюнсборо Крис Хайринг. И в случае если ценителям красивого имя Хайринга мало о чем говорит, то раллийные пилоты Citroёn и Mitsubishi при упоминании его имени уважительно оттопыривают вверх громадный палец.

Вряд ли о Крисе Хайринге кто-либо услышал бы за пределами его родного Дюнсборо, в случае если б не морская заболевание. Неженку Криса укачивало до обмороков не только на борту прогулочной яхты, но кроме того в кресле джипа (другие автомобили в Западной Австралии не в почете). Прочтя в издании о сверхкомфортной ситроеновской гидропневмоподвеске и прикупив по случаю ветхий Citroёn DS, интересный Хайринг залез в его чрево и не поверил своим глазам.

С позиций живописца, французская совокупность с гидравлическим насосом, питавшимся от двигателя, была неоправданно сложна. Вот из-за чего роскошная плавность хода у Citroёn DS сочеталась с пугающими кренами на поворотах и характерными приседаниями «жидкой» подвески при торможениях и резких стартах из-за моментального провала давления.

А ведь это шанс, поразмыслил Крис, и, посовещавшись с женой, заложил в банке всю собственную недвижимость, израсходовав взятую ссуду на оформление патента, покупку и регистрацию компании полноприводного пикапа Toyota Hilux для опытов. Изобретенная Хайрингом подвеска Kinetic, которая сейчас стоит на многих больших внедорожниках, состояла всего-то из четырех гидроцилиндров и двух расширительных бачков.

В случае если представить, что поршень дробит гидроцилиндры на две половины, то нижние половины правых цилиндров Хайринг соединил с верхними половинами левых, и напротив. В повороте накреняющийся кузов ведет к росту давления под поршнями внешних цилиндров. Гидравлическая жидкость наряду с этим давит сверху на внутренние поршни, прижимая к почва и противоположную часть кузова.

В следствии вся подвеска делается тверже, управление обостряется, кузов прижимается к дороге, а крена не происходит. На прямых же участках подвеска остается мягкой, и колеса легко отрабатывают неровности. Через три года опробований Хайринг реализовал бренд вместе с разработкой за $52 млн американской корпорации Tenneco.

Триумфальное шествие изобретения Хайринга, по иронии судьбы, началось с раллийной команды Citroёn, «съевшей собаку» на гидропневматике. На протяжении World Rally Championship 2003 года боевые Citroёn Xzara, экипированные подвеской Kinetic RFS, разгромили фундаментальных соперников из Peugeot и Subaru.

К сожалению, эра доминирования детища Хайринга на спортивных автострадах продлилась недолго — в 2006 году организаторы WRC в целях сохранения «здоровой борьбе» запретили применение любых типов подвески со связанными стабилизаторами реверсивного действия. Но нет худа без хороша — запрет в спорте подтолкнул Tenneco к реализации разработки в массовых моделях внедорожников.

Но, все эти перипетии Хайринга уже не касались. У себя в Дюнсборо он со ветхой командой основал новую компанию, Nauti-Craft, и продолжил работу над очередной версией Kinetic. Сейчас уже для морских внедорожников Королевского австралийского ВМФ.

Почему бы и нет? Так как для судна, перемещающегося с высокой скоростью, поверхность моря делается чем-то наподобие барханов Дакара.

Первый же рабочий восьмиметровый аппарат с четырьмя лыжами-поплавками на пассивно-реактивной подвеске называющиеся 4-Play, собранный Хайрингом, позвал у военных громадный интерес. И не только у военных — подобные суда смогут стать совершенными экскурсионными и пассажирскими катерами для прибрежного сообщения. По словам изобретателя, имеющийся прототип Kinetic «морского выполнения» так совершенно верно отрабатывает небольшие и средние ухабы, что на палубе возможно нормально потягивать шампанское из бокала кроме того при сильной волне.

Независимо от участия в конкурсе Offshore Wind Accelerator, Nauti-Craft скоро спустит на воду катамаран с громадной нужной площадью длиной 30 м с четырьмя гидравлическими «лапами». Следом за ним покажется 50-метровый тетрамаран в пассажирской и транспортной предположениях, и последовательность армейских десантных и патрульных катеров. Большой движение подвески у них будет быть больше 5 м, соответственно, они смогут сохранять стабильность кроме того при штормовой волне.

Джакузи для ремонтников

Ремонтные суда — это только одна из трех категорий в конкурсе Offshore Wind Accelerator. Во второй категории соревнуются проекты механизмов перехода с ремонтного судна на сваю ветрогенератора. Кое-какие предложения тут поражают собственной бескомпромиссной сложностью. К примеру, прототип MOTS из Германии представляет собой роботизированную руку с четырьмя степенями свободы, на финише которой закреплена гондола для оборудования и людей.

Тогда как лодку болтает во все стороны на волнах, манипулятор, опираясь на показания датчиков, удерживает гондолу в строго вертикальном положении на заданной высоте. Дабы оценить точность и скорость работы механизма, представьте себе, что вы удерживаете вертикально стоящую трость на указательном пальце, стоя в качающейся лодке.

Третья категория — это плавучая база. Это громадное судно, неизменно дежурящее на ферме и служащее для мелких ремонтных судов источником горючего, материалов, всевозможного оборудования и, наконец, портом. Самое популярное ответ в данной номинации — судно с громадным «бассейном» в середине, в котором и обитают ремонтные суда, укрываясь от штормовых волн.

Вертикальное судно: Поплавок

Питера Гиффорда, напоминающее морского конька, предназначено для маленьких переходов между ремонтной станцией и ветрогенератором.

TranSPAR и Windserver

Cудно-концепт Windserver норвежской компании Fjellstrand является тримараном , центральный поплавок которого соединяется с палубой вертикальными опорами и полностью погружается в воду. В поплавке имеется совокупность закачки балластной воды, которая разрешает гибко регулировать его плавучесть в соответствии с погодными условиями.

Более тяжелый и глубоко загружённый поплавок стабильнее ведет себя в шторм, тогда как облегченное судно имеет меньшее гидродинамическое сопротивление при слабом беспокойстве. Массивное горизонтальное подводное крыло, закрепленное в передней части центрального поплавка, кроме этого призвано уменьшить раскачку на волнах за счет повышенного гидродинамического сопротивления в вертикальном направлении.

В движении инновационная форма корпуса разрешает снизить расход горючего на 15−20%. Fjellstrand имеет важный опыт в малотоннажном судостроении и специализируется на алюминиевых катамаранах-автомобилевозах.

Судно на воздушной подушке / UMOE Mandal SES: Воздушная подушка

За базу этого проекта был забран тральщик на воздушной подушке, применяемый норвежским флотом для поиска мин. Суда на воздушной подушке редко могут похвалиться стойкостью и высокой мореходностью к штормам, но на их стороне скорость. Машина может разгоняться более чем 100 км/ч. Эксперты UMOE уверены в том, что, вместо того дабы бороться с пятиметровыми волнами, несложнее применять маленькие «погодные окна», разрешающие в малейшие сроки долететь до ветряной фермы от самого берега.

В стационарном положении воздушная подушка оказывает помощь стабилизировать судно за счет нагнетания воздуха под определенные сегменты дна. В предложенной на конкурс версии судна UMOE Mandal SES 80% подъемной силы снабжают плавучесть и 20% — компрессоры корпуса.

Механическая рука

Робот Momac из Германии отслеживает перемещения судна посредством сенсоров и компенсирует их перемещениями манипулятора. Так платформа, на которой находятся люди, остается полностью стабильной. В отличие от многих проектов конкурса, каковые до тех пор пока существуют только на бумаге, Momac уже воплощен в металле.

Его прототип на данный момент проходит опробования.

Судно с подвижной шарнирной палубой / North Sea Logistics

Английская компания North Sea Logistics, в отличие от многих вторых конкурсантов, имеет уже десятилетний опыт обслуживания прибрежной ветровой энергофермы Blyth. Предложенный ею концепт на первый взгляд мало чем отличается от простых водоизмещающих судов. Он вряд ли сможет спасти отважных ремонтников от морской заболевания на пути к ветрогенератору.

Но судно способно обезопасить людей на протяжении посадки, пребывания и высадки на турбине. Большая часть палубы представляет собой выдвижную платформу, прикрепленную к корпусу на шарнире и талантливую жестко пристыковываться к свае генератора. Сейчас судно может какое количество угодно качаться на волнах, благо большой водоизмещающий корпус этому содействует, а команда будет безопасно ходить по шарнирному мостику.

Пожалуй, это не самый уникальный концепт, но предельно несложный и недорогой в реализации.

Подвеска Kinetic

Подвеска Kinetic, изобретенная Крисом Хайрингом, весьма мягка на прямых участках, исходя из этого четыре поплавка аппарата Nauti-Craft 4-Play скрупулезно облизывают все неровности водной поверхности, оберегая комфорт пассажиров. В поворотах же давление в гидроцилиндрах увеличивается, подвеска делается твёрдой, а кузов прижимается ближе к воде, удачно противодействуя крену и утрата управляемости. Происходит это за счет энергии, создаваемой центробежной силой.

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№113, март 2012).

<

h4>

Морская заболевание | Приключения тела

Статьи, которые будут Вам интересны: