השפעת שינויי האקלים על דרישות העיצוב של מחרסרים עתידיים

שינויי האקלים משנים את האוקיינוסים בעולם, ויוצרים אתגרים חסרי תקדים להנדסת ימיים.בין המרכיבים המשפיעים ביותר הם מניעים ימיים, המספקים יכולת הנעה ומתמרן לספינות, לפלטפורמות בחו"ל ולרכבים מתחת למים.כאשר תנאי האוקיינוס הופכים קיצוניים ובלתי צפויים יותר, עיצובים דחף חייבים להתפתח כדי לשמור על יעילות, אמינות וציות סביבתיות.

שינויים ב- Climate-Driven בתנאי האוקיינוס

דחף ימי פועל בסביבה דינמית כי הוא משתנה במהירות עקב שינויי האקלים.מהנדסים חייבים להבין שינויים אלה לפתח דחף שיכול לעמוד בלחצים חדשים תוך צמצום טביעת הרגל הסביבתית שלהם.

עליית טמפרטורת הים

טמפרטורות פני האוקיינוס הגלובליות עלו בכ-0.10 מעלות צלזיוס לעשור במהלך 100 השנים האחרונות, עם התחממות מואצת בעשורים האחרונים. מים חמים רציוננים משפיעים ישירות על ביצועי דחף באמצעות צפיפות מים מופחתת, אשר יכול לשנות פלטה ויעילות.יותר ביקורתי, טמפרטורות גבוהות יותר מאיצה את שערי קורוזיות על רכיבי מתכת וליצור תנאים נוחים יותר עבור biofoulating - הצטברות מיקרואורגניזמים, אצולה, טמפרטורות גבוהות יותר על פני השטח, כדי להפחית את ההשפעות על פני השטח.

הגדלת נחיתות הסערה ותדירות

מודלים אקלים פרויקט עלייה בעוצמתיות ובתדירות של רוכבי אופניים טרופיים וסערות טרופיות. אוניות ומבנים בחו"ל נתקלים כעת עומסי גל חמורים יותר, כוחות רוח גבוהים יותר, ושינויים מהירים במצב הים. Thrusters על כלי שיט הפועלים באזורים הסערות-prone חייבים להיות מחזקים מבחינה מבנית כדי להתמודד עם דרישות ועומסי גל קיצוניים.זה כולל חומרים פיראריים, דיור חזק, וסידורים חזקים יותר של התחממות אוויר-פוחיות (FDeper) כדי לשמור על מנת לכדי סימולציה מהירה יותר על מנת לתפקוד סימולציה מהירה של דינמית של 50 שנים.

שינוי זרם האוקיינוס ורמת הים

שינויים בדפוסים הנוכחיים הגלובליים - כגון להאטת ה- Atlantic Meridional Overturning Circulation ושינויים אזוריים בזרם המפרץ - לעקוף את הסביבה ה הידרודינמית עבור אוניות. Thrusters על כלי שיט הפועלים באזורים שבהם הזרם מתחזק חייב להיות מסוגל לספק דחף מוגבר להיאחז במסלול מאוחר יותר, בינתיים, עלייה ברמת הים משתנה נמל ומים, יצירת רדודים יותר מעמקים יכולים לנסחפוך באופן חלקי את הביצועים המשתנים או לגרורת של מישור נמוך יותר.

אספקת Ocean

ספיגה מוגברת של CO2 אטמוספרי עושה אוקיינוסים יותר חומציים, עם עלייה של 30% חומציות מאז המהפכה התעשייתית. Acidic מים מאיץ את קורוזיה של מתכות מסוימות, במיוחד פלדה בלתי מזוויפת וכמה ברונזה.אתגר עמידות זה מניע את אימוץ של סגסוגת פלדה אל-חלד, נחושת ניקל-אטומית, ופולימרים מתקדמים עבור רכיבים חשופים למים כמו גם סגסוגת הגנה נמוכה יותר.

תגיות: Future Marine Thrusters

תגובה לשינויים סביבתיים אלה דורש גישה רב-פנים המשתרעת על פני חומרים, הידרודינמיקה, מערכות בקרה ואדריכלות הנעה.

חומרים מתקדמים ו-Kings

דחיפה לרכיבי דחף ארוכים יותר הובילה למחקר מואץ של קורטוזיה-resistant ו biofouling-resistant חומרים עמידים על ידי ניקל-אלמנום ברונזה (NAB) נותרה תקן התעשייה עבור ממריצים ו להבים דחף עקב כוח והתנגדות סיליקון, אך חדש יותר גבוה יותר של נירוסטה כמו UNS S32 מציע אפילו יותר עמידות למים חמים, כי הם עמידים פחמן-פחמיים (מחץ) נגד פחמן-פחמיים, לא מופעלים, לא מופעלים, 000).

שיפור יעילות הידרודינמיקה

אופטימיזציה של צורת דחף היא אחת הדרכים היעילות ביותר כדי להפחית את אובדן היעילות הנגרמת על ידי מים חמים, פחות צפופים וטרחה מוגברת. מעצבים עכשיו להשתמש דינמיקה נוזלי חישובית בשילוב עם אלגוריתמי אופטימיזציה רב-אובייקטיביים כדי לחקור אלפי להבים גיאומטריים, אופטימיזציה של צבים משתנים, וחלוקות סטאז'.המטרה היא לשמור על יעילות גבוהה במים פתוחים בטווח רחב של מצבים תפעוליים, כולל דוגמאות דינמית של טמפרטורות נמוכות של פתורים של פתורים או פתורים של טמפרטורות נמוכות.

מערכות בקרה חכמות ו-Integrated Sensing

חוסר יכולתה של האוקיינוסים המנוכלים דורש דחף שיכול להסתגל בזמן אמת. דחפורים מודרניים מצוידים יותר ויותר בחיישנים משולבים עבור מומנט, דחף, רטט, טמפרטורה, ונושא בריאות.חיישנים אלה להאכיל נתונים כדי להתאים אלגוריתמים בקרה להסתגל אשר מתאימים את מערכת ניהול דלק, rpm, וזווית עצלנית כדי לשמור על ביצועים אופטימליים תוך הימנעות מ cavitation או עומס על מודלים של מכונות אימון חכם על אינטגרציה באופן אוטומטי, יכול להגיב נתונים דינמית של אבטחה באופן אוטומטי, או אינטגרציה דינמית של מערכת תחזוקה קומפקטית של אבטחה קומפקטית של אבטחה קומפקטית באופן אוטומטי קומפקטית או קומפקטית של מערכת תחזוקה , מאשר קומפקטית של אבטחה קומפקטית של אבטחה קומפקטית של אבטחה קומפקטית של אבטחה קומפקטית של מערכת ניהולית או קומפקטית של אבטחה למערכות תחזוקה .

אדריכלות היברידית וחשמלית

תקנות הפחתת שינויי האקלים מניעות את אימוץ מערכות ההנעה ההיברידיות והחשמליות במלואן. Thrusters במערכות אלה חייבות להיות תואמות לדחפים חשמליים במהירות משתנה, המאפשרים שליטה מדויקת ולבטל את ההפסדים של סוללות מכניות.מנועים קבועים הופכים להזיזים ראשוניים מועדפים עבור דחף חשמלי, כי הם מציעים צפיפות גבוהה ויעילות בטווח רחב של מהירות.

עיצובים מודולריים ותיקון-ידידותיים

כאשר כלי שיט פועלים בתנאים מרוחקים יותר וחמורים יותר, היכולת לתקן במהירות או להחליף רכיבים פגומים הופכת קריטית.עיצובים עתידיים של דחף עובר לכיוון מודולריות: תת-קבוצות מפתח כגון תיבת הילוכים, מחסנית נושא, וחבילת החותם ניתן להחליף ללא ייבוש ייבוש כוננים את כלי התחזוקה. גישה זו חשובה במיוחד באזורים שבהם מתקני ייבוש הם בקושי כמו חומרים CFRP לא רק התנגדות לנגיף במהירות, אלא גם אפשרות לתקן כמה יחידות טיפול איטיות.

לחץ רגולטורי ותפקוד סביבתי

התקנות הימיות הבינלאומיות הופכות לנהג עיקרי של חדשנות עיצוב דחף.הארגון הימי הבינלאומי (IMO) הציב מטרות להפחתת גזי חממה שאפתניות, המחייבות קיצוץ של 50% בפליטות הכוללות עד שנת 2050 בהשוואה ל-2008, Thrusters הפועלים ביעילות גבוהה יותר תורמים ישירות לפגישת מטרות אלה.המדד האנרגיה של IMO (EEDI) לספינות חדשות ולבעלי נשק מתקדמים (CI) הם לעתים קרובות יותר ממריצים מתקדמים, ללא תקלות, עם עיצובים מתקדמים.

מעבר גזי החממה, תקנות לגבי רעש תת-ימי ממשלוח מתדקות כדי להגן על החיים הימיים. Thrusters הם מקור עיקרי לרעש קוויטציה, אשר יכול לנתק לווייתנים ובעלי חיים אחרים.עיצוב הסתגלות כגון להבים מעוותים מאוד, יחסי להב גדולים יותר, ואופטימיזציה של חלוקתי חתונות מסייעות להפחית את רמות הרעש.

תקנות ביו-פוכות מתקדמות גם כן.האמנת הבינלאומית על השליטה של מערכות נגד השחיתות (AFS) כבר אוסרת על תרכובות של איברים רעילים, וכמה רשויות אזוריות (כגון קליפורניה) דורשות כלי שיט שיש להם תוכנית ניהול ביו-פוחיות. מעצבי Thruster חייבים להבטיח כי כל ציפויים נגד כוונון או טיפולים על פני השטח המשמשים רכיבים דחף יותר תואמים עם סטנדרטים מתפתחים אלה, המניעים יותר חדשנות מכנית וציפוי ניקוי מכניים.

מחקרים בהסתגלות

פיתוח ארקטי Thruster ל- Melting Ice Conditions

הקטנת קרח הים הארקטי פותח נתיבי משלוח חדשים, אך גם מציג סיכונים תפעוליים, כגון סחף הקרחון וצמחים. Thrus נועדו לשירות הארקטי חייב לפעול הן במים פתוחים והן בתנאי קרח מרהיבים.הבירה הפינית (FLT:0PolarisFLT:1), אשר מזמינות ב-2016 שתי מנות קרח גבוהות, מטיפוסי קרח, אשר יכולים להגביר את ההשפעה של כלי שיט פתוח על פני כדור הארץ.

מיקום דינמי בתעשיית הרוח Offshore

הרחבת חוות הרוח offshore למים עמוקים יותר, סוערים (כגון הים הצפוני והאטלנטי) הובילה דרישה לדחפורים שיכולים להחזיק תחנה באופן מדויק תחת עומסי רוח קיצוניים וגל.כלי התקנה כמו ה-FLT:0VoltairecioFLT) משתמשים בדחפורים חוזרים ולחצים של DP-3 קידוד דינמי, יש להגיב בתוך שניות כדי לשמור על תפקוד של 5 מ"ר מהירות"ר, אפילו על ידי לחץ חשמלי על ידי עיכובים מהירים יותר ויותר.

תחזית עתיד

במבט קדימה, תעשיית הדחף הימי תצטרך להמשיך לחדש את שינויי האקלים מאיץ.אזור מבטיח אחד הוא השימוש תאומים דיגיטליים - העתקים וירטואליים של מערכות דחף כי סימולציה ביצועים תחת מזג אוויר חיזוי מזג אוויר ותנאי האוקיינוס. המפעילים יכולים לבחון אסטרטגיות בקרה שונות או לוח זמנים תחזוקה לפני זמן, צמצום הסיכון והעלות.גבול נוסף הוא התפתחות של דחף ביולוגי לחלוטין, כגון oscial, אשר עדיין יכול להפעיל את הצורות יעילות יותר ויותר, או יעילות של כלי רכב אחרים, אשר עדיין, אשר עלולים, אשר עדיין, אשר עלולים להיות יעיל יותר ויותר, או יעיל יותר ויותר, אשר עלולים, אשר עלולים לפעול, אשר עדיין, אשר עלולים לפעול, או יעיל יותר ויותר, או יעיל יותר ויותר, אשר עלולים לפעול, או יעיל יותר ויותר, בעודם של כלי רכב מסוכנים יותר ויותר, או יעיל יותר ויותר, בעודם של כלי רכב מסובבים מתקדמים יותר ויותר, אשר עלולים לפעול, אשר עלולים לפעול באופן טבעי, אשר עלולים לפעול באופן טבעי, או יעיל יותר ויותר, אשר עלולים לפעול באופן טבעי, או יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר, בעודם, אשר עלולים להיות יעיל יותר ויותר, בעודם של כלי רכב מסוכנים, אשר עלולים לפעול, אשר עלולים לפעול באופן טבעי, בעודם של

יתר על כן, שילוב של דחף עם מערכות ניהול אנרגיה כלי שיט יהיה מתוחכם יותר.על ידי אופטימיזציה של שרשרת ההנעה כולה - ממנוע למניעה - מעצבים יכולים להשיג את היעילות הטובה ביותר בכל תנאי.זה כולל תיאום מספר רב של דחף (אזימור, מנהרה, מחזורי) כדי למנוע התערבות וביטול אפקטים של אחסון חשמלי הופך מורכב יותר, דחף לתפקד כחלק של רשת חכמה, שיתוף אנרגיה, בין עומסי אנרגיה, לבין מניעת אנרגיה.

לבסוף, דחיפה לעבר כלי אפס (באמצעות מימן, אמוניה או כוח סוללה) תדרוש דחף התואמים את הדלקים האלה ומערכות אחסון האנרגיה המשויכות שלהם.זה עשוי להיות תקני סיכה חדשים (יש דלקים המבוססים על אמוניה יש תכונות שונות של סיכה), חומרים חדשים של קירור ומערכות אחסון אנרגיה הקשורים שלהם, אשר מתנגדים להתקפה כימית.

מסקנה

שינוי האקלים מעצב מחדש את הסביבה באוקיינוס בדרכים שמאתגרות ישירות את הביצועים והארוכות של הדחפורים הימיים.עלייה בטמפרטורות מאיצה אתגרי ההסלמה וההתקוע; סערות אינטנסיביות יותר דורשות מבנים ובקרות אקטיביות; שינויים ברמות הים לכפות פשרות הידרודינמיקה חדשות; ותקנות חזקות יותר דורשות יעילות רבה יותר של קיימות והשפעה סביבתית נמוכה יותר.

(ב) ◄ [13]

  • ארגון ימי בינלאומי (FLT:0) , 000 פליטות גזי חממה מספינות ראטפל
  • מינהל האוקיינוסים והאטמוספירה הלאומי (NOAA) -0Climate Change: Ocean Heatvy ContentFLT 1
  • ABB Marine & Ports - FLT:0Azipod חשמל עבור כלי שיט זורמים קרח 1
  • DNV GL - ניהול רעש תחת מים במשלוח
  • סוכנות בטיחות ימית אירופית (FLT:0) - ניהול ביו-פופולציה ומניעה 1LT