Asientos de amortiguación para lanchas rápidas.
Los botes patrulleros del proyecto 03160 Raptor son los barcos más rápidos en servicio con la Armada rusa.
El principal problema para los fabricantes de embarcaciones inflables rígidas militares y embarcaciones de alta velocidad es crear una plataforma en la que se equilibren las altas características técnicas y las necesidades físicas de la tripulación y los pasajeros. Con la llegada de los "barcos irrompibles", más la presencia de un exceso de potencia del motor, el hombre se ha convertido en el eslabón más débil. El diseño asistido por computadora y el modelado digital son componentes clave en el diseño de una nave de alta velocidad, pero la respuesta del cuerpo humano (¡es decir, el dolor!) Es el parámetro de entrada más importante que los diseñadores y diseñadores marinos deben tener en cuenta en las lanchas rápidas de próxima generación.
Los buques de alta velocidad se seleccionan para realizar una amplia gama de tareas militares y profesionales. En consecuencia, el objetivo es garantizar que la tripulación y el personal a bordo lleguen con buena salud a su destino, listos para realizar la tarea o unirse a la batalla. En algunas fuerzas navales, la excelente condición física y la resistencia son vistas como una solución al problema. En otros ejércitos, las personas son vistas como un artículo consumible, porque hay una cola de personas que están listas para tomar su lugar, pero este enfoque no ayuda cuando el barco está en camino y la tripulación está preparada para realizar la tarea.
Las estructuras profesionales que utilizan botes inflables de casco rígido y lanchas rápidas deben comprender qué niveles de emoción (intensidad del mar) encontrarán y, en base a esto, seleccionar los barcos del tipo y tamaño apropiados para la tarea. Depreciación o alivio de las cargas de choque es "hacer que los golpes fuertes o sacudidas sean menos intensos". La estrategia de facilitar los ataques es obligatoria para todos los barcos que navegan en alta mar o que operan con gran entusiasmo. Estos incluyen ríos y estuarios con el viento contra la corriente; incluso en los lagos, se pueden formar olas de considerable altura debido al viento que sopla libremente sobre varios kilómetros de aguas abiertas.
Cuando se implementa una estrategia efectiva para reducir la carga en el timonel, la tripulación y los pasajeros se benefician enormemente de una mayor comodidad y menos lesiones. Al mismo tiempo, se puede aumentar la duración de la permanencia en el mar, es posible superar grandes distancias a velocidades más altas, la preparación de la tripulación y la eficiencia de combate aumentan.
Es importante utilizar la experiencia de otras áreas en las que hay logros con respecto a la reducción de las cargas de choque, pero los mitos deben disiparse. De la definición de analizar el movimiento de un sistema en tierra, mar y aire, está claro que no todos los impactos en él pueden reducirse a sobrecargas de un tamaño u otro y con uno u otro vector. La principal diferencia entre los vehículos terrestres y las naves de superficie es el sistema de suspensión, que reduce el nivel de vibración entre las ruedas y el chasis. Los tractores y camiones pesados con remolque fueron aún más lejos, ya que además de la suspensión, están equipados con cabinas amortiguadoras, por lo que el asiento sirve principalmente para mayor comodidad. Un tractor agrícola o un camión volquete que se desplaza sobre terreno accidentado experimenta cargas diferentes de las de un barco que se desliza sobre las olas. En los últimos años, el desarrollo de la categoría de vehículos militares MRAP (Mine Resistant Ambush Protected - con protección mejorada contra minas y dispositivos explosivos improvisados) ha acelerado la investigación dirigida a reducir el impacto de una explosión en una mina. Sin embargo, es improbable que un asiento en una máquina de este tipo, que reduce la fuerza de impacto de una onda expansiva, enfrente el efecto de choque repetitivo de las ondas que se aproximan a alta velocidad.
В aviación También se han llevado a cabo numerosos estudios en el campo de la amortiguación de los asientos y los efectos de varias cargas. Los asientos de los helicópteros están diseñados para proteger a la tripulación durante un aterrizaje forzoso, y el asiento a prueba de golpes es estructuralmente parte de la zona de deformación de todo el cuerpo, cuyo propósito es absorber la mayoría de las cargas de choque. Los asientos eyectables salvaron la vida de muchos pilotos y navegantes, ya que les permiten abandonar un avión moribundo. Sin embargo, el rescate es un evento único, basado en la señal de entrada correspondiente, generalmente iniciada por la persona sentada, en cuyo caso algunas lesiones corporales son aceptables, ya que aún es mejor que la muerte inminente. Los choques de grandes olas durante el movimiento en el mar, por regla general, no son eventos separados, pueden ser de diferentes tamaños y diferentes direcciones. Al conducir durante fuertes olas, el asiento amortiguador del bote tiene una fracción de segundo para regresar y mitigar el "re-strike" o la siguiente secuencia de varios golpes.
Un componente clave en la preparación para el trabajo en una lancha rápida debe ser un conocimiento especial que ayude a los timoneles y tripulaciones a comprender las fuerzas que actúan sobre la nave que se desliza, especialmente cuando se viaja en olas. Para una nave de planeo, se deben tener en cuenta tres estados: velocidad en el modo de desplazamiento, salida para planear o descender de ella, velocidad de planeo. Cuando se mueve a lo largo de las olas a baja velocidad o a una velocidad promedio, el barco monitorea la superficie del agua, es poco probable que una persona resulte lesionada en este caso, pero puede producirse mareo. El problema con el movimiento a la velocidad de planeo es que el timonel tiene una visibilidad limitada sobre la proa de la embarcación, y esto puede reducir el nivel de conciencia del estado del mar.
Para desarrollar la próxima generación de soluciones de reducción de choque para lanchas rápidas que operan en la superficie de una ola, es importante comprender las fuerzas que actúan sobre el casco cuando se mueve sobre o a través de las irregularidades en movimiento de la capa superior de agua. Las perturbaciones pueden ser causadas, en primer lugar, por tormentas distantes de cientos de kilómetros de longitud, creando olas largas y altas, en segundo lugar, olas barridas por el viento local y, en tercer lugar, una estela de otras embarcaciones. Entendiendo los fenómenos de las olas, los científicos e ingenieros pueden analizar la cadena de impacto en el casco, la cubierta, los asientos y, finalmente, en los cuerpos de los que están sentados en el barco.
Posiciones de un asiento con depreciación: de semi-vertical a reclinado
Los científicos comienzan a cuantificar el impacto de las olas y describen cómo, dependiendo de la altura y la naturaleza de las olas, el barco que se desliza entra en el agua cada vez. En pocas palabras, un bote inflable rígido de alta velocidad o bote puede golpear primero con la proa, luego chocar con una popa, con una quilla plana o uno de los lados del casco. El proceso en diferentes olas del mar se puede filmar y reproducir a una velocidad lenta o analizar mediante sensores de grabación. Cuando la tripulación sale del agua después de una transición difícil, una declaración subjetiva como "fue un viaje difícil" ahora se puede describir como datos cuantitativos. Por ejemplo, en los lugares de trabajo de dos barcos idénticos con dirección que se mueven lado a lado a la misma velocidad, la vibración se puede medir para un análisis posterior. El uso adecuado de este enfoque es una poderosa herramienta de enseñanza en la que el video y los valores numéricos pueden mostrar "lo que es bueno y lo que es malo".
El monitoreo de los efectos de la vibración y el impacto en el casco o en partes importantes del equipo es relativamente simple, ya que los registradores de datos se pueden conectar a la fibra de vidrio, aluminio o plástico de varias maneras. En el campo de los vehículos terrestres, tales procedimientos se han practicado durante décadas y, como resultado, se han desarrollado métodos bastante efectivos para reducir o eliminar la vibración mediante el ajuste de los amortiguadores. Medir las fuerzas que actúan en la cubierta o en la base de los asientos, y la acumulación subsiguiente de datos estadísticos no causa problemas durante mucho tiempo, pero ahora hay discusiones acaloradas sobre cómo recopilar datos de vibración de la tripulación y los pasajeros. La parte inferior de la espalda es la zona con mayor probabilidad de lesión y, además, es muy difícil fijar acelerómetros en un cuerpo humano flexible. En este caso, los cojines y cinturones de seguridad "rescatados" brindan un contacto aceptable para los registradores de datos. El propósito de esta técnica es realizar mediciones confiables y confiables para evaluar la fuerza de los choques repetidos y los parámetros de vibración de todo el cuerpo.
Asiento de amortiguador combinado con estación de trabajo.
A medida que disminuía el costo de los registradores de datos, varias organizaciones militares, paramilitares y civiles de diferentes países comenzaron a recopilar y almacenar una gran cantidad de datos de vibraciones. El desafío es analizar los datos y decidir sobre la relevancia de los indicadores numéricos. Se propone un dispositivo de señal simple como un semáforo, en el que el cambio de color de verde a rojo indica a la tripulación que el efecto de la vibración está aumentando. Sin embargo, el ajuste de los umbrales de vibración para el cambio de color puede variar según el método de medición utilizado.
Durante la última década, el sector de los barcos de alta velocidad ha recibido un desarrollo significativo y, como resultado, ha surgido una variedad de diferentes soluciones de diseño y diseño para asientos. Los asientos en botes inflables rígidos y lanchas rápidas deben tener buenas características ergonómicas que puedan satisfacer las diferentes necesidades del timonel, la tripulación y los pasajeros. El confort aquí es un componente importante y, por lo tanto, el diseño de los asientos debe proporcionar espacio para el ocupante, su equipo y las embarcaciones personales. Algunas organizaciones necesitan usar constantemente la descarga, la protección portátil y оружие. En este caso, es posible que necesite un asiento ajustable con áreas de almacenamiento incorporadas para equipos personales.
Durante los últimos treinta años, los asientos típicos en botes inflables rígidos y lanchas rápidas han sido asientos tipo motocicleta, o los llamados asientos posteriores, a menudo con relleno de espuma. Debido a las altas velocidades operativas, muchas organizaciones están utilizando actualmente o están considerando instalar asientos amortiguadores. El propósito del asiento amortiguador es separar al timonel y al equipo de los peores efectos de vibración y choque, y la ubicación de los pies es de gran importancia. En un asiento tipo motocicleta que absorbe los impactos, una parte del peso de la persona sentada se distribuye entre el cuerpo del asiento y las piernas sobre el reposapiés. Para evitar choques en el momento en que el asiento comienza a moverse hacia arriba, el desplazamiento o movimiento típico de la suspensión es 150 mm. Los asientos de próxima generación tienen opciones para ajustar la altura y el peso, lo que les permite llevar a personas de diferentes parámetros físicos. Estos ajustes deben describirse con instrucciones y regulaciones claras a bordo, ya que un asiento mal ajustado puede crear problemas.
Lancha rápida con asientos amortiguadores para toda la tripulación.
El asiento que absorbe los golpes con las piernas en el reposapiés, y no en la plataforma, soporta todo el peso de la persona sentada. Dichos asientos se suelen instalar en las casetas de gobierno o en los barcos de cabina. El recorrido de la suspensión de las embarcaciones de semi desplazamiento comienza con 100 mm, y para los súper lanchas rápidas, la carrera puede exceder 200 mm. Cada vez es más difícil elegir el asiento correcto para el barco o ajustar el asiento al barco.
Curiosamente, el desarrollo de la industria de la energía eólica contribuye a aumentar los niveles de seguridad de las tripulaciones y los técnicos transportados en lanchas rápidas. Las pruebas de destrucción de asientos y monturas individuales en la cubierta corresponden a los parámetros operativos de los buques que se mueven a velocidades cercanas a los aerogeneradores y otros buques. Para estos asientos, será necesaria una mejor ergonomía y ajustes adicionales, ya que se supone que los pasajeros se verán obligados a viajar largos períodos de tiempo en mar abierto con un alto nivel de equilibrio. Dado que el asiento es solo una parte del barco en el que se mueve la gente, el proceso de integración de los lugares de trabajo (terminales) con ellos es inevitable. Una postura diferente durante un viaje largo es importante para cualquier tipo de plataforma de transporte. Cuando está sentado dormido, es necesario colgar todo el cuerpo para que el sistema de amortiguación pueda hacer su trabajo. Se están realizando estudios sobre qué posición es más cómoda, acostado o reclinado, y cómo proteger mejor la columna vertebral cuando no hay una fijación consciente del cuerpo.
Muchas estructuras militares, incluidas las fuerzas de operaciones especiales, presentan el requisito de que la especialidad de un soldado esté estrechamente integrada con el tipo de tarea que se realiza, especialmente con las operaciones de alta velocidad. El factor humano está teniendo una influencia cada vez mayor en el desarrollo de los sistemas de asientos y suspensiones, especialmente en el desarrollo de controles más sensibles y diseños del lugar de trabajo con una ergonomía mejorada. Los timoneles ya tienen una palanca de mando y palancas de control del motor integradas en los reposabrazos de sus asientos. A altas velocidades, los navegadores pueden trabajar efectivamente solo cuando sus pantallas de información de navegación se mueven al unísono con sus manos y ojos. También aumenta la eficiencia de los especialistas técnicos que prestan servicio en la estación de inteligencia óptica específica y sistemas de armas remotas al colocar los paneles de control en sus asientos. Los tiradores que operan a altas velocidades necesitan asientos de amortiguación especiales unidos al armamento montado en la cubierta.
En los últimos años, el campo de las lanchas rápidas ha recibido un desarrollo significativo. Una gran cantidad de trabajo para mejorar la tecnología del desarrollo y la producción de asientos ha llevado al hecho de que las personas ya no son siempre el eslabón más débil de las lanchas rápidas. La velocidad de la embarcación en aguas tranquilas está determinada por los valores límite de la potencia de la hélice, pero la velocidad en las olas puede estar limitada por limitaciones de diseño. Las lanchas rápidas profesionales de dirección, como regla general, aumentan la velocidad al nivel conocido como "malestar aceptable", pero cuando se alcanza el umbral de dolor, reduce un poco la velocidad. Pero debido al hecho de que los innovadores sistemas de suspensión hicieron posible desconectar a una persona de la embarcación, surgió un nuevo problema, que consistía en diseñar el casco, los componentes y el equipo para que pudieran soportar las cargas extremas que pueden soportar a los que están sentados en sus asientos amortiguadores.
Para tomar una decisión de compra, es necesario comparar el casco de la próxima generación de barcos de alta velocidad y las soluciones para reducir las cargas de choque. Los ensayos de mar a gran escala en mares fuertes son muy costosos, dependen del clima y pueden variar de un barco a otro. La emoción del mar rara vez es constante en un sitio o durante un largo período de tiempo. También es difícil justificar la participación de la gente en las pruebas de lesiones. Para abordar todos estos problemas, se estableció un grupo de trabajo de la Organización de Normas Internacionales (ISO) en 2013 para desarrollar procedimientos estandarizados para la "evaluación de laboratorio de la reducción de las cargas de choque en los asientos de los buques". Se llevaron a cabo pruebas de choque preliminares en el Reino Unido y Canadá para demostrar en condiciones de laboratorio las características de reducir las cargas en los asientos antes de la instalación en los barcos y realizar más pruebas en el agua. Además, se llevará a cabo una auditoría de todos los barcos para determinar cómo cumplen con la legislación sobre vibraciones, incluidas las regulaciones de la UE sobre vibraciones, que entraron en vigor en el año 2010.
En el campo de los buques pequeños de alta velocidad, en la actualidad existe una mejor comprensión de los problemas asociados con la transferencia de personas a altas velocidades. Las organizaciones militares, gubernamentales y de rescate reconocen que la estrategia para reducir el estrés debe integrarse en el diseño, la preparación, la planificación y las operaciones en sí mismas. Otras soluciones técnicas incluyen formas innovadoras de casco que aumentan la suavidad del movimiento, superficies especiales para controlar el ángulo de ataque de las olas, así como cubiertas de absorción de impactos para los miembros de la tripulación y los pasajeros. Pero incluso con toda esta tecnología, el éxito de la tarea, sobre todo, depende de la habilidad del timonel, liderando el barco, dependiendo de las condiciones del mar.
Materiales utilizados:
www.defenceiq.com
www.warspot.ru
www.wikipedia.org
en.wikipedia.org
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