Matkustajalauttoja käytetään elintärkeinä liikenneyhteyksinä jokien, järvien ja avomerien yli, yhdyskuntien yhdistämiseen ja matkailun ja kaupan tukemiseen. Kun miljoonia matkustajia kuljetetaan päivittäin, turvallisuudesta ei neuvotella. Vaikka perinteinen suunnittelu keskittyy rungon eheyteen ja hengenpelastuslaitteisiin, erityisesti ohjausraketit on tullut keskeisiksi tekijöiksi onnettomuuksien ehkäisemisessä ja sujuvan ja turvallisen matkan varmistamisessa. Tässä artikkelissa tarkastellaan, miten työntimet parantavat lauttojen turvallisuutta, erityyppisiä käytössä olevia laitteita sekä niiden teknisiä ja toiminnallisia etuja.

Mitä ne ovat?

Työntövoimalaitteet ovat aputyöntövoimalaitteita, jotka on asennettu alukseen, tyypillisesti keulaan ja/tai perään, joka tuottaa sivuttaissuuntaista työntöä. Toisin kuin pääpotkuri ja peräsinyhdistelmä, joka edellyttää eteenpäin liikuttamista ohjausvoiman tuottamiseksi, ohjauspotkurit voivat toimia aluksen nopeudesta riippumatta, mikä mahdollistaa välittömän ohjauksen mihin suuntaan tahansa. Ne koostuvat tunnelissa (tunnelipotkuri) olevasta potkurista tai kapselista, joka voi pyöriä (atsimettipotkuri), jota ohjaa sähkö- tai hydraulimoottorit.

Konsepti on peräisin 1900-luvun alusta, mutta 1970-luvulla matkustaja-alusten käyttöönotto nopeutui, kun satamien ruuhkautuminen lisääntyi ja alukset kasvoivat. Nykyään ohjauspotkurit ovat vakiolaitteita lähes kaikilla matkustaja-aluksilla, pienistä lähiliikenteen katamaraanit suuriin ro-ro-aluksiin (Ro-Pax).

Matkustajalaivoissa käytettävät työntömoottorit

Useat ohjauspotkurikokoonpanot ovat yleisiä, joista jokainen tarjoaa erillisiä etuja riippuen lauttakoon, reittiin ja käyttöprofiiliin.

Keulatyöntimet

Keulapotkurit asennetaan poikittaiseen tunneliin aluksen lähelle etuosaa. Ne tarjoavat sivuttaisvoiman keulassa, jolloin alus voi kääntyä painopisteensä ympäri. Tämä helpottaa suuresti telakoitumista, laituriutumista ja tiukoilla kanavilla navigointia. Keulapotkurit ovat tyypillisesti tunnelityyppisiä, ohjattavissa olevalla tai kiinteällä potkurilla. Ne ovat erittäin tehokkaita matalalla nopeudella ja niitä käytetään usein yhdessä päätyöntöjärjestelmän kanssa.

Peräohjauslaitteet

Peräohjauspotkurit asennetaan takaosaan. Ne auttavat telakoitumisen aikana erityisesti sivutuulessa tai virtavirrassa. Yhdessä keulapotkurien kanssa lautta voi liikkua sivuttain (raaputus) tai pyöriä paikan päällä. Peräpotkurit ovat erityisen arvokkaita, kun alus on vetäytymässä laituriin tai ohjailemassa suljetuissa tiloissa.

Atsimuttiohjaimet

Atsimuttipotkurit, jotka tunnetaan myös podded propulsors, voivat pyöriä 360 astetta ympäri pystysuora akseli. Ne yhdistävät toiminnot pääpotkurin ja peräsinseula.Nämä yksiköt asennetaan rungon alle joko perän tai sisäänvedettäväksi laiteeksi eteenpäin. Atsimuttipotkurit tarjoavat poikkeuksellisen ohjattavuutta, jolloin lautta voi muuttaa työntösuuntaa välittömästi. Ne ovat yleisiä modernilla DP (dynaaminen paikannus) varustettuja lauttoja ja suurnopeusaluksia.

Vesisuihkun työntömoottorit

Jotkut suurnopeuslauttojen ja katamaraanien käyttää vesisuihkupotkurit, jotka vetää vettä sisäänotto ja karkottaa sen suurella nopeudella suuttimen kautta, joka voidaan ohjata. Nämä tarjoavat erinomaisen ohjattavuutta suurilla nopeuksilla ja ovat vähemmän alttiita vaurioita roskia tai matalaa vettä. Waterjet järjestelmät myös vähentää vedenalainen melu ja tärinä, parantaa matkustajien mukavuutta.

Miten työntömoottorit parantavat turvallisuutta

Työntimet vaikuttavat lauttojen turvallisuuteen monin tavoin, mikä vähentää suoraan törmäysriskiä, maadoitusriskiä ja hallinnan menetystä.

Täsmällinen ohjaus

Välittömin turvallisuusetu on kyky suorittaa tarkkoja liikkeitä ruuhkaisissa satamissa ja kapeilla vesiväylillä. Ilman ohjauspotkureita lautta on luotettava eteenpäin kääntymiseen, mikä tekee telakoinnista riskialttiin toiminnan. Erityisesti tuulessa tai virrassa. Keula- ja peräpotkurien avulla alus voidaan sijoittaa laiturin sisään, mikä vähentää puskurin puristus- tai runkokosketusvaaraa. Tämä on välttämätöntä ihmisen virhetilan vähentämiseksi laiturissa, mikä on pienimpien onnettomuuksien johtava syy.

Hätätilanteet

Jos lautta yhtäkkiä tarvitsee välttää esteen, kuten ajotukin, pienen veneen tai yli laidan, työntömoottorit voivat tuottaa välitöntä sivuttaista voimaa odottamatta päämoottoreiden vastausta. Päämoottorin tai ohjausvikaantuessa joitakin ohjauspotkurikokoonpanoja voidaan käyttää saamaan takaisin jonkin verran hallintaa, jolloin miehistö voi ohjata aluksen turvaan.

Esimerkiksi vuonna 2015 sattuneessa Itämeren lauttaonnettomuuden yhteydessä miehistö käytti keulapotkureita torjuakseen voimakkaita puuskia ja säilyttääkseen asemansa yhden päämoottorin menettämisen jälkeen, jolloin he pääsivät satamaan ilman maadoitusta.

Rankanmeren vakauden parantaminen

Työntövoimalla voidaan myös parantaa vakautta. Vaikka ei ensisijaiset vakauttajat, joitakin järjestelmiä voidaan käyttää vaimentaa rullan liikkeitä käyttämällä vastapainona sivuttaisvoimat, erityisesti pienillä nopeuksilla. Tämä vähentää matkustajien loukkaantumisriskiä putoamisten ja auttaa pitämään miehistön suorituskykyä raskaan sään aikana. Lisäksi atsimuttityöntövoimat voidaan suunnata tuottamaan pystysuoraa nostoa tai alasvoimaa, joka auttaa runkoa ratsastamaan mukavammin päämerellä.

Hinaajista riippuvaisuus vähenee

Monet lautat varustettu tehokkailla ohjauspotkurit voivat telakoitua ja peruuttaa ilman hinaajan apua. Tämä poistaa vaaran kommunikoinnin välillä hinaajan ja aluksen, ja vähentää törmäysvaaraa radan käsittelyn aikana. Se myös varmistaa, että lautta pysyy ohjattavissa, vaikka hinaajan saatavuus on rajoitettu.

Työntövoimalaitteet ja ympäristöturvallisuus

Suoran törmäyksen välttämisen lisäksi ohjauspotkurit lisäävät ympäristöturvallisuutta. Tarkka ohjaus vähentää liialliseen potkuripesuun ja peräsinkulmiin tuhlattua energiaa, vähentää polttoaineen kulutusta ja päästöjä. Sähkökäyttöiset ohjausraketit, jotka otetaan yhä enemmän käyttöön hybridi- ja sähkölautoilla, tuottavat nollapäästöjä telakoinnin ja hidaskäyntisten toimintojen aikana, parantavat satamayhteisöjen ilmanlaatua.

Lisäksi vesisuihku- ja atsimuttipotkurimallit tuottavat vähemmän vedenalaista säteilyä kuin tavanomaiset potkurit ja peräsinkokoonpanot. Tämä vähentää merieliöstön häiriöitä ja yhdenmukaistaa niitä tiukempien ympäristömääräysten, kuten Kansainvälisen merenkulkujärjestön IMOn (IMO) vedenalaista melua koskevien ohjeiden kanssa. Lisätietoja [IMO:n vedenalaista melua koskevasta työstä.

Automaatio- ja työntölaitteen ohjausjärjestelmät

Modernit lautat integroidaan kehittyneisiin ohjausjärjestelmiin, jotka yksinkertaistavat toimintaa. Joystick-ohjaus mahdollistaa yhden käyttäjän komentokeulan, perän ja atsimuttipotkurien yhteiskäytössä, aluksen liikuttaminen mihin suuntaan tahansa tai sen pyörittäminen paikan päällä. Dynaaminen paikannus (DP) järjestelmät käyttävät ohjauspotkureita automaattisesti säilyttääkseen lautta-aseman ja suuntaamisen, jopa vahvoissa virtauksissa ja tuulissa. Tämä on erityisen arvokasta hätäpysähdyksissä, miehistön toipumisessa ja laituripaikan käytettävyyttä odotellessa.

Näihin järjestelmiin kuuluu anturifuusio. GPS-, gyrokompassi-, tuulianturit ja liikkeenohjausohjausyksiköt, jotka ovat paljon inhimillisen kyvyn ulottumattomissa. Koulutusohjelmat ovat kehittyneet varmistamaan, että miehistöt voivat luottaa näihin järjestelmiin ja ylläpitää manuaalisia ohitustaitoja. Syvempiä tietoja on DNV:n matkustaja-alusten dynaamisesta sijainnista annetuissa ohjeissa[.

Huolto- ja luotettavuusnäkökohdat

Työntövoimajärjestelmät ovat kestäviä, mutta niiden turvallisuusrooli vaatii suurta luotettavuutta. Säännöllinen huolto sisältää potkurin lapojen, tunnelien ritilöiden, tiivisteiden ja sähkömoottoreiden tarkastukset.Putkennus on rakennettu .Suurin osa lautoissa on vähintään kaksi ohjauspyörää (yksi keula, yksi perä) ja usein kolmasosa varamoottoria. Kunnonvalvontajärjestelmät havaitsevat tärinää, lämpötilan poikkeavuuksia ja laakerin kulumista, mikä mahdollistaa ennakoivan huollon.

Työntömoottorin vika kriittisen liikkeen aikana voi olla vakava, mutta asianmukainen suunnittelu ja reservin poisto varmistavat, ettei yhden yksikön menetys jätä alusta hallitsemattomaksi. Miehistöt koulutetaan hätäohjausten avulla ja voivat tarvittaessa kompensoida päämoottoreilla ja peräsimellä. Valmistajat, kuten []Kongsberg Maritime, toimittavat yksityiskohtaiset turvallisuus- ja luotettavuusasiakirjat.

Työntömoottoriteknologian tulevat suuntaukset

Lauttaturvallisuus hyötyy edelleen ohjauspotkurin innovaatiosta. Sähkö- ja hybridikäyttöisten työntövoimajärjestelmien ansiosta nopeammat ja nopeammat ohjaustehostimet mahdollistavat sen, että lautat voivat vetää pois koneistot, kun niitä ei käytetä. Autonominen ohjausjärjestelmä on testattu pilottihankkeissa, joissa algoritmit optimoivat liikkeet, jotta törmäysten välttäminen reaaliajassa voidaan välttää.

Toinen suuntaus on potkureiden integrointi LiDAR- ja tutkapohjaisiin törmäysten välttämisjärjestelmiin, jolloin alus voi automaattisesti suorittaa väistöliikkeitä. Akkuenergian tiheyden parantuessa kaikki sähkölautat, joissa on useita atsimuttipotkureita, yleistyvät, poistavat päästöjä ja vähentävät melua huomattavasti. ELEKTRA-lauttahanke Saksassa [ osoittaa tällaisten järjestelmien mahdollisuudet.

Päätelmät

Työntövoimalaitteet ovat kehittyneet mukavuusominaisuudesta matkustajalauttojen ydinturvajärjestelmään. Tarjoamalla tarkkaa, riippumatonta valvontaa mihin suuntaan tahansa, ne mahdollistavat miehistön telakoitumisen turvallisesti, välttää hätätilanteet, ylläpitää vakautta ja vähentää riippuvuutta ulkoisista hinauksista. Automaation ja sähkökäyttöisen ajon myötä lauttaliikenteen luotettavuus, ympäristöystävällisyys ja kestävyys lisääntyvät. Teknologian kehittyessä ohjauspotkurien rooli matkustajien, miehistön ja meriympäristön suojelemisessa kasvaa vain varmistaen, että lautta pysyy yhtenä turvallisimmista merikuljetuksista.