Partnerzy portalu
Partnerzy portalu
„Design-for-safety” – bezpieczny transport morski
Zapewnienie bezpieczeństwa nawigacyjnego, w tym unikanie kolizji, jest jednym z głównych i najważniejszych zagadnień związanych z tematem rozwoju floty i transportu morskiego. By zwiększyć bezpieczeństwo żeglugi, naukowcy z Politechniki Gdańskiej pracują nad racjonalną metodą projektowania statków, uwzględniającą przede wszystkim stateczność i właściwości manewrowe.
Design-for-safety – opracowanie racjonalnej metody projektowania statku w celu zwiększenia bezpieczeństwa żeglugi ze szczególnym uwzględnieniem stateczności i właściwości manewrowych – to nowy projekt, nad którym będą pracować m.in. naukowcy z Instytutu Oceanotechniki i Okrętownictwa Politechniki Gdańskiej. Kierownikiem projektu jest dr hab. inż. Jakub Montewka.
Zapewnienie systemów wspomagania lub wydania decyzji o zmianie np. kursu czy prędkości wymaga opracowania bardzo dokładnych algorytmów uwzględniających rzeczywiste charakterystyki danego statku. Jest to proces długotrwały i stopniowy. Można go podzielić na kilka etapów, których wstępnymi elementami będzie opracowanie bardzo dokładnych charakterystyk hydrodynamicznych statku oraz wykorzystanie ich w systemie „badania” reakcji statku w konkretnych warunkach żeglugowych.
dr inż. Maciej Reichel
Jak podkreślają naukowcy, akcje podejmowane przez załogi w sytuacjach zagrożenia muszą brać pod uwagę szereg czynników, takich jak morskie prawo drogi, rzeczywiste warunki hydrometeorologiczne oraz zdolności statku, w tym właściwości manewrowe oraz zdolność utrzymania równowagi czyli stateczność, która jest jednym z ważniejszych parametrów eksploatacyjnych związanych z bezpieczeństwem.
Nowa grupa badawcza
Projekt obejmuje powołanie nowej międzynarodowej grupy badawczej składającej z pracowników Zakładu Projektowania Okrętu z udziałem prof. Jerzego Matusiaka z Uniwersytetu Aalto w Espoo w Finlandii. Grupa składać się będzie z siedmiu osób i dwóch sekcji odpowiadających aktualnym problemom naukowym, związanym z bezpieczeństwem żeglugi.
Prof. Jerzy Matusiak jest uznanym autorytetem w dziedzinie hydrodynamiki oraz przede wszystkim autorem programu modelującego manewrowość statku w sześciu stopniach swobody LaiDyn, który będzie głównym narzędziem numerycznym nowo powstałego zespołu. Prof. Matusiak będzie też nadzorował rozwój programu LaiDyn, w który mają być zaangażowani członkowie nowego zespołu.
Główny cel
Nadrzędnym celem powołania nowej grupy badawczej jest opracowanie procedur optymalizacyjnych, których zastosowanie w procesie projektowania statku będzie przede wszystkim zwiększało bezpieczeństwo statecznościowe oraz manewrowe w transporcie morskim.
Osiągnięcie celu głównego nowej grupy badawczej podzielono na pięć etapów:
- Etap pierwszy obejmować będzie szkolenie w zakresie użytkowania programu przeprowadzone przez autora – prof. Matusiaka.
- Etap drugi to odpowiedź nowego zespołu na ewentualne wady i uproszczenia zastosowane w programie LaiDyn. Ciągle rozwijające się metody opisu zagadnień hydrodynamiki oraz dotychczas zdobyte informacje o programie pozwalają na wstępne określenie fragmentów programu LaiDyn, które warte są rozwinięcia oraz wprowadzenia poprawek.
- Etap trzeci – eksperymentalny, oprze się na badaniach modeli swobodnych ze śledzeniem trajektorii ruchu przy pomocy dostępnego systemu Qualisys oraz przy użyciu nowo zakupionej platformy Gougha-Stewarta z modelami na uwięzi, ale z precyzyjnym pomiarem sił i momentów na kadłubie. Planuje się przeprowadzenie serii prób zarówno na wodzie spokojnej, jak i na fali, których wyniki będą stanowiły znakomity materiał walidacyjny dla rozwijanego programu LaiDyn.
- Czwarty etap prac skupi się na opracowaniu takich procedur projektowania statku, które wyraźnie zmniejszą ryzyko wystąpienia wypadków statecznościowych i manewrowych. Procedury te będą brały pod uwagę najnowsze metody szacowania ryzyka wystąpienia takich wypadków oraz uwzględniać będą obecne i przyszłe, a już planowane do wprowadzenia przepisy i rekomendacje dotyczące zarówno normowania stateczności statków nieuszkodzonych i w stanach awaryjnych oraz normowania właściwości manewrowych w szczególności na fali.
- Piąty etap będzie polegał na weryfikacji możliwości praktycznego wykorzystania rozwijanego programu. W związku z tym, że konieczna będzie szersza weryfikacja rozwiniętych modułów programu LaiDyn, planowane jest złożenie dwóch wniosków projektowych do krajowych instytucji finansujących naukę o fundusze przeznaczone właśnie na te cele.
Prace nad projektem będą trwały rok, ale z jego efektów naukowcy i studenci będą mogli korzystać przez wiele lat. To np. prognozowanie właściwości manewrowych przy pomocy platformy Gougha-Stewarta czy wykorzystanie programu LaiDyn. Ponadto planowane jest uruchomienie sekcji bezpieczeństwa transportu w ramach koła naukowego KORAB, w którym studenci zajmą się analizami bezpieczeństwa i związanymi z tym badaniami modelowymi.
Źródło: Politechnika Gdańska
Powiązane wpisy
Norwegia zwiększa zamówienie o kolejne okręty podwodne
Norweskie Ministerstwo Obrony poinformowało 5 grudnia o zwiększeniu zamówienia na okręty podwodne typu 212CD budowane w Niemczech. Dotychczasowy kontrakt obejmował cztery jednostki, teraz Oslo chce dokupić dwie kolejne.
W artykule
O rozszerzeniu zamówienia mówiło się od 2024 roku, kiedy to Bundestag zgodził się zwiększyć niemiecką część programu z dwóch do sześciu jednostek. Wtedy też pojawiła się informacja o możliwej dodatkowej opcji na trzy kolejne okręty dla Niemiec.
Budowa pierwszych 212CD trwa – zarówno dla Norwegii, jak i Niemiec. W norweskiej flocie nowe okręty zastąpią wysłużone jednostki typu Ula. Ich głównym zadaniem będzie monitorowanie i ochrona obszarów na północnym Atlantyku, Morzu Norweskim i w rejonie Arktyki, gdzie obecność rosyjskiej Floty Północnej jest stałym czynnikiem ryzyka. Całość norweskiego zamówienia, po rozszerzeniu, szacowana jest na ponad 90 mld koron (ponad 32 mld zł). Resort obrony Norwegii podkreśla, że decyzja wynika bezpośrednio z pogarszającej się sytuacji bezpieczeństwa tego kraju.
Wspólny projekt Norwegii i Niemiec – charakterystyka 212CD
Wspólna budowa okrętów ma przynieść obu państwom wymierne korzyści: wspólne szkolenia, ujednolicone standardy obsługowe oraz interoperacyjność, w tym możliwość tworzenia mieszanych, norwesko-niemieckich załóg. W Haakonsvern powstaje już specjalna infrastruktura do szkolenia marynarzy i utrzymania jednostek serii 212CD.
Za świadomość sytuacyjną odpowiada sonar nawigacyjny SA9510S MkII oraz zestaw masztów elektrooptycznych OMS 150 i OMS 30, umożliwiających obserwację i identyfikację celów bez konieczności wynurzania jednostki. Uzupełnieniem systemu są echosondy EM2040 Mil i EA640, które zwiększają precyzję nawigacyjną i pozwalają na bezpieczne manewrowanie oraz prowadzenie działań na wodach o złożonej charakterystyce dna.
W prasie branżowej zwraca się uwagę na „diamentowy” przekrój poprzeczny kadłuba, który ma redukować odbicia aktywnych sygnałów sonarowych. Innowacyjność konstrukcji rodzi jednak ryzyko opóźnień – niektórzy twierdzą, że pierwsze jednostki tej serii mogą być gotowe z poślizgiem czasowym, związanym z dostępnością materiałów i koniecznością nabywania doświadczenia przez wykonawców.
Napęd i systemy pokładowe
Napęd stanowią dwa silniki wysokoprężne MTU 4000, baterie litowo-jonowe oraz najnowsza generacja systemu AIP (HDW Fuel Cell AIP, określany jako – IV generacja). Baterie przeszły krytyczne testy bezpieczeństwa, a koncepcja projektu zakłada możliwie niskie zużycie energii i wysoką autonomiczność w zanurzeniu.
W skład wyposażenia nowych 212CD wchodzi najnowszy system dowodzenia CMS ORCCA, rozwijany wspólnie przez TKMS i norweski Kongsberg. To centrum nerwowe okrętu, integrujące wszystkie sensory i uzbrojenie, a jednocześnie przygotowane do pełnej współpracy z niemiecką i norweską flotą.
Za świadomość sytuacyjną odpowiada sonar nawigacyjny SA9510S MkII oraz zestaw masztów elektrooptycznych OMS 150 i OMS 30, zapewniających obserwację i identyfikację celów bez wynurzania okrętu. Ich uzupełnieniem są echosondy EM2040 Mil i EA640, które zwiększają precyzję nawigacyjną i pozwalają bezpiecznie prowadzić działania na trudnych wodach.
Uzbrojenie okrętów podwodnych 212CD
Okręty otrzymają cztery wyrzutnie torped kalibru 533 mm, przystosowane do użycia nowoczesnych torped ciężkich DM2A4, będących standardem wśród państw NATO mających w służbie okręty TKMS.
Do samoobrony na krótkim dystansie przewidziano system IDAS, czyli rakietowy zestaw przeznaczony do zwalczania środków ZOP, dronów i śmigłowców operujących nad obszarem działań okrętu.
Najmocniejszy akcent ofensywny to możliwość użycia pocisków przeciwokrętowych NSM od Kongsberga – uzbrojenia, przed którym rosyjskie okręty mają szczególny respekt. NSM realnie utrudni im swobodne operowanie na północnym Atlantyku i w rejonach subarktycznych.
Jednostki będą także zdolne do współpracy z autonomicznymi pojazdami podwodnymi (UUV), co zwiększa ich możliwości w rozpoznaniu, działaniach specjalnych i monitorowaniu dna morskiego.
Wszystkie te elementy składają się na okręt przeznaczony do działań nie tylko na Bałtyku. 212CD powstaje z myślą o operowaniu na północnym Atlantyku i Morzu Norweskim, w środowisku arktycznym, gdzie kluczowe znaczenie mają duża autonomiczność oraz zdolność do długotrwałego pozostawania w rejonie działań.
Co tak naprawdę wyróżnia decyzję Norwegii
Decyzja Oslo nie jest efektem politycznego impulsu, lecz chłodnej kalkulacji operacyjnej. Norwegowie powiększają zamówienie na okręty, które już istnieją, pływają i mają potwierdzone osiągi w służbie sojuszniczych marynarek. Bez wizualizacji i opowieści o „rozwojowych możliwościach”. Po prostu biorą rozwiązanie, które działa.
212CD nie jest projektem, który dopiero miałby „dojrzewać” w trakcie programu. To rozwinięcie sprawdzonej rodziny okrętów podwodnych, budowanej na bazie doświadczeń typu 212A – jednej z najbardziej udanych konwencjonalnych platform w Europie. Konstrukcja została w pełni zweryfikowana na etapie projektu i wprowadzona do produkcji bez fazy eksperymentalnej. Pierwsze jednostki są już w trakcie budowy.
Dla Norwegii to kluczowe. Flota Północna FR działa tuż za rogiem, a Oslo odpowiada za bezpieczeństwo północnej flanki NATO. W tych warunkach okręt podwodny nie ma „rokować” – ma pracować od pierwszego dnia służby.
I tu pojawia się czytelny kontrast: Norwegia wzmacnia flotę rozwiązaniem sprawdzonym, podczas gdy w Polsce realna zdolność podwodna pozostaje odsunięta w czasie.
W czasie gdy jedni wybierają projekt „jakoś to będzie”, Norwegia wybiera pewność tu i teraz: okręt, który pływa i system, który przeszedł próby.
Mariusz Dasiewicz – wydawca Portalu Stoczniowego. Od ponad 10 lat zajmuje się tematyką Marynarki Wojennej RP oraz przemysłu stoczniowego. W swoich tekstach koncentruje się na programie Orka oraz zagadnieniach związanych z rozwojem bezpieczeństwa morskiego Polski, kładąc nacisk na transparentność procesów decyzyjnych i analizę opartą na faktach.
