Dynamic Move 2024-I: Współpraca NATO i MW RP dla bezpieczeństwa morskiego

GPO Amethyst to półzanurzalny transportowiec, który potrafi celowo „zatonąć”, żeby przyjąć na pokład konstrukcje ważące dziesiątki tysięcy ton. Opis tej jednostki pokazuje, jak współczesna inżynieria stoczniowa zmienia globalną logistykę ciężkiego przemysłu i dlaczego ten statek stał się jednym z najbardziej charakterystycznych narzędzi branży offshore.

Na pierwszy rzut oka przypomina betonowe molo. Po krótkiej chwili widać jednak, że GPO Amethyst to coś znacznie więcej niż dziwaczna pływająca platforma. Gdy jego pokład powoli znika pod powierzchnią wody, po kilku minutach na grzbiecie jednostki osiada platforma wiertnicza ważąca dziesiątki tysięcy ton. Otrzymujemy obraz morskiego kolosa, który nie tyle pływa, co wykonuje precyzyjnie zaplanowany manewr inżynierski.

Półzanurzalny gigant z Tajwanu

Jednostka została zbudowana w stoczni CSBC w Kaohsiung na Tajwanie, razem z trzema bliźniaczymi statkami: Grace, Sapphire i Emerald. Każdy z nich mierzy około 225 metrów długości i 48 metrów szerokości. Pokład roboczy ma w przybliżeniu 183 na 48 metrów, co daje blisko 9 tys. m² płaskiej stali przeznaczonej dla ładunku. Nośność sięga mniej więcej 63,5 tys. ton. W trybie żeglugi jednostka rozwija prędkość rzędu 16 węzłów.

Skalę tej powierzchni dobrze oddaje porównanie z filmu dokumentalnego poświęconego jednostce – na pokładzie zmieściłyby się dwie platformy wiertnicze wysokie na około 60 metrów albo szesnaście posągów wielkości Statui Wolności ustawionych obok siebie.

Na pierwszy plan nie wychodzą jednak wymiary, tylko konstrukcja. Pokład, który musi przenosić kilkudziesięciotysięcznotonowe obciążenia, ma zaledwie około 25 mm grubości. Gdyby to on samodzielnie „trzymał” ciężar, wygiąłby się jak przeciążona belka. Właściwą nośność zapewnia dopiero gęsta kratownica stalowych belek ukryta pod pokładem. Działa jak most rozpięty od dziobu po rufę i to ona przejmuje główne siły zginające. Cienka blacha pokładu pełni raczej rolę poszycia roboczego niż zasadniczego elementu konstrukcyjnego.

W stoczni efekt ten osiąga się w bardzo prosty, choć wymagający sposób. Dziesiątki grubych płyt pokładowych trzeba połączyć kilometrami spoin. Powierzchnia musi wyjść niemal idealnie płaska, z odchyłkami liczonymi w milimetrach. Każdy „garb” oznaczałby później koncentrację naprężeń pod ciężkim ładunkiem. Dlatego spawa się w osłonie dwutlenku węgla, dąży do uzyskania szerokich, płaskich spoin, potem całość poddaje się pomiarom i kontroli jakości.

Balast, diesel–electric i półzanurzalny manewr – serce możliwości GPO Amethyst

Wnętrze GPO Amethyst kryje układ napędowy typu diesel–electric oraz rozbudowany system balastowy, który decyduje o unikatowych możliwościach jednostki. To właśnie balast pozwala statkowi wykonać manewr wyglądający dla niewprawnego obserwatora jak kontrolowane samozatopienie. Sieć rurociągów i pomp tłoczy wodę do kilkudziesięciu zbiorników, przez co statek traci pływalność. Zanurzenie postępuje równomiernie, aż pokład znika pod powierzchnią, pozostawiając nad wodą jedynie wysoki mostek kapitański.

Podczas zanurzenia charakterystyczne niebieskie wieże balastowe po bokach pokładu pozostają nad powierzchnią wody. Te stałe elementy konstrukcji statku mieszczą urządzenia balastowe, punkty serwisowe i służą jako pionowe punkty odniesienia podczas półzanurzenia, dzięki czemu załoga może kontrolować równomierne opadanie kadłuba i przebieg całej operacji.

W tym położeniu GPO Amethyst zmienia się w ruchomy dok, który może pracować na otwartym oceanie. Ładunek – platforma wiertnicza, jednostka typu jack-up, moduł rafineryjny, barka, czasem uszkodzony statek albo okręt – nie jest podnoszony żadnym dźwigiem. Po prostu wpływa nad zanurzony pokład, utrzymując się na własnej wyporności. Dopiero gdy znajdzie się w zaplanowanym położeniu, zaczyna się najdelikatniejszy etap operacji, czyli kontrolowane wynurzanie.

Pompy wyrzucają wodę z balastu, statek milimetr po milimetrze odzyskuje pływalność. Kratownica podpokładowa przejmuje obciążenia, a Amethyst powoli unosi się na powierzchnię, z ciężarem liczonym w dziesiątkach tysięcy ton stabilnie osadzonym na grzbiecie. W tej fazie margines na błąd praktycznie nie istnieje. Jednostka musi zachować równowagę, nie dopuścić do nadmiernych przechyłów i zapewnić, że ciężar spoczywa dokładnie tam, gdzie przewidziano to w projekcie transportowym. Z zewnątrz wygląda to jak płynny, efektowny ruch. Dla inżynierów to sekwencja precyzyjnie sterowanych przepływów balastu i stałego monitorowania ugięć pokładu.

Zastosowany układ diesel–electric jest naturalną konsekwencją geometrii statku. Przy klasycznym napędzie wały śrubowe musiałyby mieć ponad 160 metrów długości, biec przez znaczną część kadłuba i wymagać szeregu łożysk oraz dodatkowej przestrzeni na siłownię. W wariancie diesel–electric główne silniki wysokoprężne napędzają generatory, które zasilają silniki elektryczne na śrubach głównych i sterach strumieniowych. Daje to większą swobodę rozmieszczenia urządzeń w kadłubie i ułatwia zabudowę ogromnej kratownicy podkładowej.

Mobilny dok i precyzja DP2 – tam, gdzie kończy się infrastruktura portowa

W codziennej pracy GPO Amethyst nie ma nic z filmowej spektakularności, chociaż z zewnątrz całość wygląda jak starannie przygotowana scenografia. Dla marynarzy i inżynierów offshore to rutyna wypracowana latami praktyki. Statek pojawia się tam, gdzie klasyczne jednostki transportowe nie są w stanie zabrać ładunku o takiej masie lub gabarytach. Obsługuje przewozy modułów rafineryjnych oraz dużych elementów konstrukcji morskich farm wiatrowych. Przemieszcza wyeksploatowane platformy kierowane do demontażu. Potrafi zabrać na swój pokład jednostki po awariach, które nie mogą poruszać się o własnych siłach.

Przy prowadzeniu takich operacji liczy się nie tylko wyporność statku. Kluczowe znaczenie ma precyzyjne manewrowanie. GPO Amethyst korzysta z układu napędowego opartego na czterech silnikach wysokoprężnych o łącznej mocy 9600 KM – po dwa na stronie, które zasilają elektryczne silniki napędowe oraz systemy manewrowe. W połączeniu ze sterami strumieniowymi na dziobie i rufie oraz systemem dynamicznego pozycjonowania DP2 jednostka potrafi utrzymać się dokładnie w wyznaczonym sektorze, nawet gdy wiatr osiąga kilkadziesiąt węzłów, a fala próbuje zepchnąć ładunek w bok. Taka stabilność jest niezbędna przy załadunku konstrukcji o nieregularnych kształtach i dużej masie. Niewielki dryf może oznaczać konieczność powtarzania całej operacji, ryzyko uszkodzenia ładunku lub nadmierne obciążenia pokładu.

Z tego powodu takie statki traktuje się w branży offshore jak mobilne narzędzia ciężkiej logistyki. Nie zastępują na stałe infrastruktury portowej, tylko dostarczają ją tam, gdzie normalnie nie istnieje. Mogą podjąć konstrukcję pośrodku oceanu, zabrać ją na grzbiet i przetransportować na drugi koniec świata. Bez budowy dodatkowych suchych doków, bez angażowania wielu holowników, bez czekania na rozbudowę portu.

Kierunek: większe konstrukcje, szybszy transport

Ostatnie lata w przemyśle stoczniowym pokazują dwie siły, które pchają ten sektor do przodu. Pierwsza to rosnące gabaryty infrastruktury offshore. Platformy stają się większe, jednostki produkcyjne bardziej rozbudowane, elementy morskich farm wiatrowych coraz cięższe i wyższe. Druga to presja czasu i kosztów. Każdy dzień postoju platformy liczony jest w setkach tysięcy dolarów. Dlatego liczy się to, żeby konstrukcję zbudować w stoczni, załadować jednym podejściem i dostarczyć na miejsce możliwie najszybciej.

Z perspektywy przemysłu stoczniowego GPO Amethyst i jego siostrzane jednostki są praktycznym przykładem tego, czym stała się współczesna inżynieria okrętowa. Z jednej strony wciąż opiera się na klasycznych materiałach i technologiach: stali, spawaniu w osłonie CO₂, kratownicach, dużych silnikach wysokoprężnych. Z drugiej musi spełniać wymagania, które trzydzieści albo czterdzieści lat temu w ogóle nie występowały. Chodzi o dynamiczne pozycjonowanie, pracę w trybie półzanurzalnym, ogromne powierzchnie pokładu o ściśle kontrolowanej płaskości oraz integrację z łańcuchami logistycznymi sektora oil & gas i offshore wind.

Z lądu GPO Amethyst może wyglądać jak technologiczna zagadka – statek, który „tonie”, żeby unieść inny statek. Dla inżynierów to jednak kwestia bilansu sił, wytrzymałości stali, pracy kratownicy, hydrauliki i prawidłowo prowadzonego balastowania. Efekt końcowy robi wrażenie, lecz nie ma w nim żadnej magii. To narzędzie, które zaprojektowano, przeliczono i pospawano z myślą o transporcie morskim jutra.