Iskuja vaimentavat istuimet pikaveneisiin
Projektin 03160 Raptor-partioveneet ovat Venäjän laivaston nopeimpia merialuksia.
Sotilaallisten jäykkärunkoisten kumiveneiden ja suurnopeusveneiden valmistajien suurin haaste on luoda alusta, joka tasapainottaisi miehistön ja matkustajien korkean suorituskyvyn ja fyysiset tarpeet. "Särjettymättömien veneiden" ja ylimääräisen moottoritehon ilmaantumisen myötä ihmisestä tuli heikoin lenkki. Tietokoneavusteiset suunnitteluohjelmat ja digitaaliset simulaatiot ovat avainkomponentteja nopean veneen suunnitteluprosessissa, mutta ihmiskehon reaktio (eli kipu!) on kriittinen panos, joka suunnittelijoiden ja merisuunnittelijoiden on otettava huomioon seuraavan sukupolven aikana. pikaveneet.
Nopeat veneet valitaan monenlaisiin sotilas- ja ammattitehtäviin. Näin ollen tavoitteena on, että miehistö ja henkilökunta saapuvat määränpäähänsä hyvässä kunnossa, valmiina suorittamaan tehtävän tai osallistumaan taisteluun. Joissakin laivastoissa ylivoimainen kunto ja kestävyys nähdään ratkaisuna ongelmaan. Muissa armeijoissa miehiä pidetään tuhlattavana, koska siellä on joukko valmiita ottamaan tilalle, mutta tämä lähestymistapa ei auta, kun laiva on jo matkalla ja miehistö on asetettu suorittamaan tehtävää.
Ammattimaisten rakenteiden, joissa käytetään jäykkärunkoisia kumiveneita ja pikaveneitä, on ymmärrettävä, minkä tasoisia aaltoja (meren vahvuuksia) he todennäköisesti kohtaavat, ja tämän perusteella valittava tehtävään sopivan tyyppiset ja kokoiset veneet. Iskukuormituksen vaimennus tai vaimentaminen on "tehdä voimakkaat iskut tai iskut vähemmän voimakkaiksi". Iskunvaimennusstrategia on pakollinen kaikille aluksille, jotka liikennöivät avomerellä tai liikennöivät raskaalla merellä. Tämä sisältää joet ja suistot, joissa tuuli vastavirtaa; järvissäkin voi muodostua huomattavan korkeita aaltoja useiden kilometrien avovedessä puhaltavasta tuulesta.
Kun tehokas stressinvähennysstrategia toteutetaan, ruorimies, miehistö ja matkustajat hyötyvät suuresti lisääntyneestä mukavuudesta ja vähentyneistä loukkaantumisista. Samalla merellä oleskelun kestoa voidaan pidentää, on mahdollista voittaa pitkiä matkoja suuremmilla nopeuksilla, miehistön valmius ja taistelutehokkuus lisääntyvät.
On tärkeää hyödyntää kokemuksia muilta aloilta, joilla sokkien vähentämisessä on edistytty, mutta myytit on hälvennettävä. Järjestelmän maalla, merellä ja ilmassa tapahtuvan liikkeen analyysin määritelmästä käy selvästi ilmi, että kaikkia siihen kohdistuvia vaikutuksia ei voida vähentää yhden tai toisen suuruuden ylikuormituksiksi ja jollakin toisella vektorilla. Suurin ero maa-ajoneuvojen ja pinta-alusten välillä on jousitusjärjestelmä, joka vähentää pyörien ja alustan välistä tärinää. Traktorit ja peräkärryillä varustetut raskaat kuorma-autot ovat menneet vielä pidemmälle, koska ne on varustettu jousituksen lisäksi iskuja vaimentavilla ohjaamoilla, joten istuin on pääasiassa mukavuuden vuoksi. Epätasaisessa maastossa liikkuvaan maataloustraktoriin tai kaivosautoon kohdistuu erilaisia kuormia kuin aalloilla ajavassa veneessä. Viime vuosina MRAP-luokan sotilasajoneuvojen (Mine Resistant Ambush Protected - suojattu miinoja ja improvisoituja räjähteitä vastaan) kehittäminen on nopeuttanut miinan räjähdyksen vaikutusten vähentämiseen tähtäävää tutkimusta. Tällaisen auton istuin, joka vähentää räjähdysaallon iskuvoimaa, ei kuitenkaan todennäköisesti selviä nopeiden vastaan tulevien aaltojen toistuvasta vaikutuksesta.
В ilmailu lukuisia tutkimuksia on tehty myös istuinten iskunvaimennuksen ja erilaisten kuormien vaikutuksista. Helikopterin istuimet on suunniteltu suojaamaan miehistöä kovan laskun aikana, ja iskunkestävä istuin on rakenteellisesti osa koko rungon muodonmuutosvyöhykettä, jonka tarkoituksena on vaimentaa suurin osa iskukuormista. Hätäistuimet ovat pelastaneet monien lentäjien ja navigaattoreiden hengen, sillä niiden avulla voit poistua kuolevasta lentokoneesta. Karkottaminen on kuitenkin yksittäinen tapahtuma, joka perustuu asianmukaiseen syötteeseen ja jonka yleensä käynnistää asukas, jolloin ruumiinvamma on hyväksyttävä, koska se on silti parempi kuin varma kuolema. Suurten aaltojen vaikutukset merellä liikkuessa eivät pääsääntöisesti ole erillisiä tapahtumia, ne voivat olla erikokoisia ja eri suuntaisia. Kovassa meressä liikuttaessa veneen iskuja vaimentavalla istuimella on sekunnin murto-osa palautua ja pehmentää "toinen osuma" tai seuraava useiden osumien sarja.
Pikavenekoulutuksen keskeinen ainesosa tulee olla erikoisosaaminen, joka auttaa ruorimiehiä ja miehistöä ymmärtämään purjeveneeseen vaikuttavia voimia, erityisesti aaltojen läpi liikkuessa. Höylätysalukselle on otettava huomioon kolme tilaa: nopeus uppoumatilassa, höyläykseen siirtyminen tai siitä poistuminen, höyläysnopeus. Liikkuessaan aaltojen läpi pienellä tai keskinopeudella alus seuraa veden pintaa, tässä tapauksessa on epätodennäköistä, että henkilö loukkaantuu, mutta matkapahoinvointi voi kehittyä. Liukunopeuden ongelmana on se, että ruorimiehellä on rajoitettu näkyvyys veneen keulan yli, mikä voi heikentää merentilatietoisuutta.
Jotta kehitettäisiin seuraavan sukupolven iskunvaimennusratkaisuja nopeille veneille, jotka liikennöivät aaltopinnalla, on tärkeää ymmärtää runkoon vaikuttavat voimat sen liikkuessa liikkuvien huippuveden aaltoilujen yli tai läpi. Häiriöitä voivat aiheuttaa ensinnäkin satojen kilometrien päässä olevat kaukaiset myrskyt, jotka aiheuttavat pitkiä ja korkeita aaltoja, toisaalta paikallisen tuulen aiheuttamat aallot ja kolmanneksi muiden alusten perässä. Ymmärtämällä aaltojen ilmiöt tiedemiehet ja insinöörit voivat analysoida toimintaketjua rungossa, kannessa, istuimissa ja lopuksi veneessä istuvien kehoissa.
Istuimen asennot pehmusteella: puolipysty-puolimakaa
Tutkijat alkavat kvantifioida aaltojen vaikutusta ja kuvailla, kuinka höylätysalus tulee joka kerta eri tavalla veteen aaltojen korkeudesta ja luonteesta riippuen. Yksinkertaisesti sanottuna nopea jäykkärunkoinen kumivene tai vene voi osua ensin keulalla, sitten perällä, litteällä kölillä tai rungon jommallakummalla sivulla. Prosessi eri meren aalloilla voidaan kuvata ja toistaa hitaalla nopeudella tai analysoida tallennusanturien avulla. Kun miehistö poistuu vedestä kovan siirtymän jälkeen, subjektiivinen lausunto, kuten "se oli kova matka", voidaan nyt kuvata kvantitatiivisten tietojen avulla. Esimerkiksi kahden rinnakkain samalla nopeudella liikkuvan ruorimiehen identtisen veneen työpaikoilla voidaan mitata tärinää myöhempää analyysiä varten. Tämän lähestymistavan oikea käyttö on tehokas oppimistyökalu, jossa videot ja numerot voivat näyttää "mikä on hyvää ja mikä huonoa".
Tärinän ja iskujen vaikutusten valvonta runkoon tai kriittisiin varusteisiin on suhteellisen yksinkertaista, koska dataloggerit voidaan kiinnittää lasikuituun, alumiiniin tai muoviin monin eri tavoin. Maa-ajoneuvojen alalla tällaisia toimenpiteitä on harjoitettu vuosikymmeniä, ja sen seurauksena on kehitetty varsin tehokkaita menetelmiä tärinän vähentämiseksi tai poistamiseksi iskunvaimentimia säätämällä. Kanteen tai istuinten pohjaan vaikuttavien voimien mittaaminen ja sitä seuraava tilastotietojen kertyminen ei ole ollut ongelma pitkään aikaan, mutta nyt käydään kiivasta keskustelua tärinätietojen keräämisestä miehistöltä ja matkustajilta. . Alaselkä on alue, jolla on suurin loukkaantumisriski, ja lisäksi kiihtyvyysantureiden kiinnittäminen joustavaan ihmiskehoon on erittäin vaikeaa. Tässä tapauksessa istuintyynyt ja turvavyöt tarjoavat hyväksyttävän kontaktin tiedonkeräilijöille. Tämän tekniikan tavoitteena on tarjota päteviä ja luotettavia mittauksia toistuvien iskujen voimakkuuden ja koko kehon tärinäparametrien arvioimiseksi.
Iskuja vaimentava istuin yhdistettynä työpisteeseen
Tiedonkeruulaitteiden hintojen laskeessa useat sotilas-, puolisotilaalliset ja siviilijärjestöt ympäri maailmaa ovat alkaneet kerätä ja tallentaa valtavia määriä tärinätietoa. Vaikea tehtävä on analysoida tietoja ja päättää numeeristen indikaattoreiden relevanssista. Ehdotetaan yksinkertainen merkinantolaite, kuten katuvalo, jossa värin muutos vihreästä punaiseksi osoittaa miehistölle, että tärinäaltistus lisääntyy. Värinmuutoksen värinäkynnysten asetus voi kuitenkin vaihdella käytetyn mittausmenetelmän mukaan.
Viimeisen vuosikymmenen aikana pikaveneiden sektori on kehittynyt merkittävästi, ja sen seurauksena istuimille on syntynyt monia erilaisia suunnittelu- ja asetteluratkaisuja. Jäykkien kumiveneiden ja pikaveneiden istuimissa tulee olla hyvät ergonomiset ominaisuudet, jotka vastaavat ruorimiehen, miehistön ja matkustajien erilaiset tarpeet. Mukavuus on tässä tärkeä osatekijä, ja siksi istuinten suunnittelun tulee antaa tilaa istuvalle henkilölle, hänen varusteilleen ja vesiskootteille. Joidenkin organisaatioiden henkilöstön on käytettävä jatkuvasti purkaus-, vartalosuojaimia ja ase. Tässä tapauksessa voidaan tarvita säädettävä istuin, jossa on sisäänrakennettu säilytystila henkilökohtaisille laitteille.
Viimeisen kolmenkymmenen vuoden ajan RIB- ja pikaveneiden tyypilliset istuimet ovat olleet joko moottoripyörätyyppisiä tai ns. jälkiistuimia, joissa on usein vaahtomuovipehmuste. Suurista käyttönopeuksista johtuen monet organisaatiot käyttävät parhaillaan tai harkitsevat pehmustettujen istuinten asentamista. Iskuja vaimentavan istuimen tarkoitus on eristää ruorimies ja miehistö tärinän ja iskujen pahimmilta vaikutuksilta, ja jalkojen sijoittelulla on suuri ero. Iskuja vaimentavassa moottoripyörätyyppisessä istuimessa osa matkustajan painosta jakautuu istuimella olevan kehon ja jalkatuen jalkojen välillä. Iskun välttämiseksi, kun istuin alkaa liikkua ylöspäin, jousituksen tyypillinen liike tai liike on 150 mm. Uuden sukupolven istuimissa on korkeuden ja painon säätömahdollisuudet, jotta ne sopivat monenlaisille ihmisille. Nämä säädöt on dokumentoitava selkeissä ohjeissa ja määräyksissä, koska huonosti säädetty istuin voi aiheuttaa ongelmia.
Pikavene iskuja vaimentavilla istuimilla koko miehistölle
Iskuja vaimentava istuin, jonka jalat ovat jalkatuessa kannen sijaan, kantaa istuvan henkilön koko painon. Tällaiset istuimet asennetaan yleensä ohjaushyttiin tai hyttiveneisiin. Puolisiirtymäveneiden istuinmatka alkaa 100 mm:stä ja supernopeusveneiden liikematka voi ylittää 200 mm. On yhä vaikeampaa valita oikea istuin veneeseen tai säätää istuin veneeseen sopivaksi.
Kummallista kyllä, tuulivoimateollisuuden kehitys auttaa parantamaan pikaveneillä kuljetettavien miehistön ja teknikkojen turvallisuustasoa. Yksittäisten istuimien ja kansikiinnikkeiden tuhokokeet sopivat aluksille, jotka liikkuvat höyläysnopeuksilla tuuliturbiinien ja muiden alusten välittömässä läheisyydessä. Nämä istuimet vaativat parannettua ergonomiaa ja lisäsäätöjä, koska matkustajien odotetaan joutuvan navigoimaan avomerellä pitkiä aikoja. Koska istuin on vain osa venettä, jolla ihmiset liikkuvat, työpaikkojen (terminaalien) integrointi niihin on väistämätöntä. Erilainen kehon asento pitkän matkan aikana on tärkeää kaikentyyppisille kuljetusalustoille. Kun istuva henkilö nukkuu, koko keho on ripustettava, jotta iskunvaimennusjärjestelmä voi tehdä tehtävänsä. Parhaillaan tutkitaan, kumpi asento on mukavampi, makuuasennossa vai puolimakaavassa, ja miten selkäranka voidaan parhaiten suojata, kun vartalon tietoista kiinnitystä ei ole.
Monet sotilasrakenteet, mukaan lukien erikoisoperaatiojoukot, vaativat, että sotilaan erikoisuus on integroitava tiiviisti suoritettavan tehtävän tyyppiin, erityisesti suurnopeusoperaatioissa. Inhimillinen tekijä vaikuttaa yhä enemmän istuin- ja jousitusjärjestelmien kehitykseen, erityisesti herkempien hallintalaitteiden ja ergonomisesti parannettujen työpaikkojen asettelujen kehittämisessä. Ruorimiehillä on jo joystick-ohjaimet ja moottorin ohjausvivut sisäänrakennettuna istuimien käsinojiin. Suurilla nopeuksilla navigaattorit voivat toimia tehokkaasti vain, kun heidän navigointinäytönsä liikkuvat yhdessä käsien ja silmien kanssa. Se tehostaa myös optisia valvontaasemia ja etäasejärjestelmiä huoltavien teknikkojen työtä kiinnitettäessä ohjauspaneeleja istuimiinsa. Suurilla nopeuksilla toimivat ampujat tarvitsevat erityisiä iskuja vaimentavia istuimia, jotka on kiinnitetty kannelle asennettuihin aseisiin.
Viime vuosina pikaveneiden ala on kehittynyt merkittävästi. Suuri työ istuinten kehitys- ja tuotantoteknologian parantamiseksi on johtanut siihen, että ihminen ei enää aina ole pikaveneiden heikoin lenkki. Veneen nopeus tyynessä vedessä määräytyy propulsioyksikön tehorajojen mukaan, mutta nopeutta aalloissa voivat rajoittaa suunnittelurajoitukset. Ammattimainen pikaveneen ruorimies lisää nopeutta tyypillisesti niin sanottuun "hyväksyttävään epämukavuuteen", ja kun kipukynnys saavutetaan, hän hidastaa hieman. Mutta kun innovatiiviset jousitusjärjestelmät ovat mahdollistaneet henkilön irrottamisen veneestä, on syntynyt uusi ongelma, joka on suunnitella runko, komponentit ja varusteet sellaisiksi, että ne kestävät iskuja vaimentavilla istuimilla istuvat äärimmäiset kuormat. kestää.
Ostopäätöksen tekemiseksi on tarpeen vertailla seuraavan sukupolven pikaveneiden runkoja ja ratkaisuja iskukuormituksen vähentämiseen. Koko merikokeet kovassa meressä ovat kalliita, säästä riippuvia ja voivat vaihdella laivoittain. Meren aallot ovat harvoin vakioita yhdellä alueella tai pitkän ajan kuluessa. On myös vaikeaa perustella ihmisten osallistumista vammatutkimuksiin. Kaikkien tällaisten ongelmien ratkaisemiseksi perustettiin vuonna 2013 Kansainvälisen standardointijärjestön (ISO) työryhmä, joka kehittää standardimenettelyjä "meren istuimien vaikutusten vähentämisen laboratorioarviointiin". Isossa-Britanniassa ja Kanadassa on suoritettu alustavat iskutestit istuimen kuormituksen vähentämiseksi in vitro ennen veneisiin asentamista ja muita vesitestejä. Tämän jälkeen kaikki alukset auditoidaan sen selvittämiseksi, kuinka hyvin ne noudattavat tärinälainsäädäntöä, mukaan lukien vuonna 2010 voimaan tulleet EU:n tärinämääräykset.
Nopeiden pienten veneiden alalla on nyt saatu parempi käsitys ongelmista, jotka liittyvät ihmisten kuljettamiseen suurilla nopeuksilla. Armeija-, hallitus- ja pelastusorganisaatiot tunnustavat, että kuorman vähentämisstrategiat on integroitava suunnitteluun, valmisteluun, suunnitteluun ja toimintaan. Muita teknisiä ominaisuuksia ovat muun muassa innovatiiviset rungon muodot, jotka lisäävät liikettä sujuvasti, erikoispinnat aaltojen iskukulmaa säätelevät sekä iskuja vaimentavat kannet miehistön jäsenille ja niillä seisoville matkustajille. Mutta kaiken tämän tekniikan kanssa tehtävän onnistuminen riippuu ennen kaikkea alusta ohjaavan ruorimiehen taidosta, riippuen meriolosuhteista.
Käytetyt materiaalit:
www.defenceiq.com
www.warspot.ru
www.wikipedia.org
ru.wikipedia.org
tiedot