Karas verčia griebtis pačių netikėčiausių priemonių, kad tik konfliktą pavyktų laimėti, o resursai perskirstomi visiškai kitaip, prioritetą teikiant karo reikalams. Tačiau net ir taip karo pramonė dažnai nespėja gaminti reikalingų ginklų. Šiame kontekste ir dėl nuolat didėjančio aplinkosauginio spaudimo, krovininių laivų pramonė ieško įvairių inovatyvių sprendimų, kurie apima ne tik efektyvumo didinimą ir taršos mažinimą, bet ir netikėtas laivų pritaikymo galimybes.
Krovininiai laivai kaip lėktuvnešiai: Teorija ir istorija
Lėktuvnešių svarba ir trūkumas
Lėktuvnešiai yra labai svarbi ginkluotės rūšis. Tai - tarsi plaukiojantys kariniai aerodromai, mobilios bazės, leidžiančios vykdyti misijas toli nuo savų krantų. Lėktuvnešiai iki šiol yra svarbus galios simbolis, tačiau karo atveju jų gali pritrūkti. Pavyzdžiui, „USS Nimitz“ buvo užsakytas 1967 metais, o tarnybą pradėjo tik 1975-aisiais - statybos užtrunka ilgai. Tuo pat metu, jei konfliktas būtų globalus, prekyba nebebūtų tokia intensyvi, taigi, didieji krovininiai laivai turėtų mažiau darbo.
Potencialas: Konversija iš krovininio laivo
Šiandieniniai dideli krovininiai laivai gali tapti netikėtu resursu. Viršuje nuotraukoje matomas krovininis laivas „Barzan“ nėra didžiausias konteinerinis laivas pasaulyje, tačiau jo ilgis siekia 400 metrų - jis yra ilgesnis už superlėktuvnešį „USS Nimitz“. Tiesa, „Barzan“ neturi ilgo vientiso denio, tačiau visus antstatus galima keisti. Kitaip tariant, reikalui esant, „Barzan“ galėtų tapti lėktuvnešiu - tai yra įmanoma.
Istorinis precedentas ir „Sea Harrier“ incidentas
Nors kalbame teoriškai, istoriškai panašūs laivų pertvarkymai jau buvo padaryti. 1942 metais, pačiame Antrojo pasaulinio karo įkarštyje, į pasaulio vandenynus išplaukė „Bogue“ klasės lėktuvnešiai, sukurti krovininių laivų pagrindu.
Reikia prisiminti ir keistą nutikimą, kuomet 1983 metų birželio 7 dieną, vienas britų „Sea Harrier ZA176“ pasiklydo netoli Portugalijos. Nuo lėktuvnešio pakilęs naikintuvas skrido pagal planą, tačiau pilotas Ianas Watsonas greitai suprato, kad pasiklydo. Jis dar bandė susisiekti radijo ryšiu su lėktuvnešiu, tačiau panašu, kad ir ta įranga neveikė. Watsonas jau ketino nukreipti lėktuvą į vandenį ir katapultuotis, kai pastebėjo konteinerinį laivą. Ant jo konteinerių buvo nedidelė aikštelė - gerokai mažesnė nei reikėjo jo „Sea Harrier“, tačiau Watsonas prisiminė, kad mokymų metu teko tūpti ir ant tokių. Taigi, likus vos minutei degalų, jis nutupdė savo naikintuvą ant konteinerių. „Sea Harrier“ pavyzdys parodo dar vieną dalyką - vertikaliai kylantys ir tupiantys naikintuvai yra universalesni, jiems nereikia ypatingų lėktuvnešių.
Vandenilinė laivyba: Ekologiškos ateities link
Prancūzijos iniciatyvos
Pasaulio laivyba yra atsakinga už nemažą žmonijos taršos dalį. Laivai ne tik yra labai dideli, bet dar ir degina ne patį švariausią kurą. Be to, jų keliama akustinė tarša, kaip manoma, turi neigiamos įtakos vandenynų gyvūnams. Atsižvelgdama į tai, „Compagnie Fluvial de Transport“ (CFT) statomas ypatingas krovininis laivas kada nors plaukios Senos upėje ir dažnai praplauks pro Paryžių. Tai - pirmasis komercinis krovininis vandenilinis laivas.
CFT siekia, kad Prancūzijos vidaus keliais plaukiotų daugiau aplinkos neteršiančių laivų. Ir šis turėtų būti švarus, nes bus varomas suslėgtu vandeniliu. Šis kuras bus išgaunamas pasitelkiant atsinaujinančių šaltinių energiją ir elektrolizės būdu skaidant vandenį. Tai - Europos „Flagships“ projekto dalis. „Flagships“ 2018 metais iš Europos Sąjungos gavo 5 milijonų eurų finansavimą, už kuriuos Prancūzijoje ir Norvegijoje įdarbins du vandenilinius laivus. Vienas vandenilinis bandomasis laivas jau plaukioja Paryžiuje, dar pora yra statomi. CFT sumontuos vandenilio kuro elementus viename iš naujų savo laivų. Tai bus upinis konteinerinis laivas. Kol kas neskelbiama nei kokius atstumus jis plaukios, nei kokiomis charakteristikomis pasižymės.
Iššūkiai ir privalumai
Nors vandenilis yra švari energija, iškastinis kuras yra sunkiai pakeičiamas vandeniliu, kaip jau spėjo įsitikinti „Toyota Mirai“ vairuotojai. Taip, vandenilio bakus galima greitai papildyti, tačiau vietų, kur tai galima padaryti, nėra daug. Be to, analogiški benzininiai automobiliai tarp degalinių įveikia žymiai didesnį atstumą. Komerciniams laivams tai būtų dar didesnė problema, nes didieji krovininiai laivai per dieną gali sudeginti šimtus tonų kuro, išmesdami labai daug anglies dvideginio, sieros junginių, azoto oksidų ir kitų teršalų. Nepaisant iššūkių, vandenilio technologijos yra perspektyvi kryptis siekiant ekologiškesnės laivybos.
Aerodinamika: Kaip plokšti paviršiai veikia laivus
Tradicinis požiūris ir oro pasipriešinimas
Laivybos pramonė stengiasi sumažinti laivų eksploatacijos kaštus ir poveikį aplinkai. Tačiau kaip tai padaryti stipriai nepadidinant naujų laivų kainos? Japonai mano, kad padėti gali sena gera aerodinamika. Laivai ir taip turi būti aptakūs, tačiau aptakesnė jų dalis visada slepiasi po vandeniu. Tuo tarpu virš vandens liekantis laivo korpusas įprastai yra visiškai neaerodinamiškas, nes, kaip manoma, laivai plaukia per lėtai, kad mažesnis oro pasipriešinimas galėtų duoti realios naudos.
Pažvelgę į įprastą konteinerinį laivą pamatysite daugybę plokščių paviršių. Taip yra ne be priežasties - pastatyti laivą iš metalo plokščių yra kur kas lengviau ir pigiau, be to, kartu viduje telpa daugiau krovinio. Konteinerinių laivų atveju korpusas apskritai nėra toks svarbus, nes didelę išorinių paviršių dalį sudaro būtent konteineriai. Tradicinė laivininkystės logika diktuoja inovatyvias korpuso formas, tačiau aptakumo siekiama tik po vandeniu, nes oro pasipriešinimas nėra laikomas rimta problema.
Pavyzdžiui, „OOCL Japan“ - vienas iš didžiausių konteinerinių laivų pasaulyje - rodo, kad virš vandens esanti dalis tikrai nėra suprojektuota turint omenyje aerodinamikos dėsnius. Reikalas tame, kad didieji krovininiai laivai juda pakankamai lėtai. „OOCL Hong Kong“, vienas didžiausių pasaulio konteinerinių laivų, yra 399,9 metrų ilgio milžinas, galintis judėti maksimaliu 21 mazgo (39 km/h) greičiu, tačiau kreiserinis laivo greitis siekia vos 14,6 mazgus (27 km/h). Ar jo kėbulo aptakumas būtų labai svarbus? Tikrai ne - aerodinamika įgyja didesnę svarbą tik judant didesniu greičiu, kuomet nominalus oro pasipriešinimas yra didesnis.
Japonų inovacija: Semi-Spherical Shaped (SSS) dizainas
Ir čia prieiname prie japonų inžinierių iš „Kyokuyo Shipyard“ kompanijos išmonės. „Kyokuyo“ dar dešimtmečio pradžioje pristatė Semi-Spherical Shaped (SSS) dizainą (laisvas vertimas - Pusapvalės formos), kuris pasižymi itin aptakia laivo nosimi. „Kyokuyo“ teigia, kad SSS vėjo pasipriešinimą gali sumažinti visais 50 %. Teigiama, kad taip laivo energijos poreikis sumažėja 11 % ir per metus galima sutaupyti šimtus tonų kuro. „Kyokuyo“ teigia, kad toks dizainas tinka praktiškai visiems krovininiams laivams - tiek balkeriams, tiek automobilių laivams, tiek konteinervežiams.
SSS dizaino efektyvumas ir pritaikymas
„Kyokuyo“ 2010-2011 metais užbaigė porą laivų su SSS dizainu. Tai buvo automobiliams skirti 139,99 m ilgio „City of St Petersburg“ ir „City of Rotterdam“. Tada buvo paskelbti ir įspūdingi skaičiai - SSS dizainas leidžia „City of St Petersburg“ laivui per metus sutaupyti daugiau nei 700 tonų kuro. Tai reiškia, kad viena laivo konstrukcija, kuri nėra daug brangesnė už įprastą, galima padėti pasiekti neblogų rezultatų tiek laivo eksploatacijos kaštų, tiek poveikio aplinkai prasmėmis.
2015 metais „Kyokuyo“ pristatė ir konteinerinį laivą su SSS dizaino nosimi. „Natori“ vardu pavadintas laivas yra 136,25 metrų ilgio konteinervežis, dažnai besidarbuojantis prie Japonijos krantų. Tiesa, didesniems konteineriniams laivams SSS konstrukcija gali ir netikti - didelė nosis užima gana daug vietos, kurią būtų galima pripildyti konteineriais. Dar daugiau - įprasto konteinerinio laivo tiltelis bei gyvenamosios patalpos įprastai yra laivugalyje ir pakeisti šį fundamentalų konstrukcinį principą kol kas nesiruošiama.
Kaip aerodinamika padeda lėtiems laivams?
Jei šie laivai yra pakankamai lėti, kaip aerodinamikos patobulinimai gali jiems padėti tapti bent šiek tiek ekologiškesniais? Pasirodo, viskas yra gana paprasta. Apvali nosis sumažina ne šiaip oro, o vėjo pasipriešinimą. Priešinis vėjas sulėtina laivus, verčia juos naudoti daugiau energijos, deginti daugiau kuro. SSS nosis yra aptakesnė, todėl pasipriešinimas yra mažesnis.
Iššūkiai ir kitos inovacijos
Bet ar toks dizainas taps pasauliniu standartu? Laivybos pramonė vis dar yra labiau suinteresuota hidrodinamikos inovacijomis, nes pasiekimai toje srityje atneša apčiuopiamesnės naudos. Taip pat dar niekada nematėme didesnio laivo su SSS nosimi - „Natori“ didelis atrodo tik jūsų ekrane, o realiai jame telpa tik 540 TEU konteinerių. Palyginimui, minėtuose „OOCL Hong Kong“ ir „OOCL Japan“ telpa po daugiau nei 21,4 tūkstančius standartinių konteinerių. „Kyokuyo SSS“ nėra vienintelis inovatyvus laivo nosies dizainas - norvegų „Ulstein Group“ rinkai siūlo X-Bow dizainą, kuris taip pat turi daug privalumų. X-Bow laivų jau užsakyta labai daug, o štai „Kyokuyo SSS“ paplitimo dar teks palaukti.
Elektriniai krovininiai laivai: Žingsnis į ateitį
Kinijos pavyzdys
Vienas elektra varomas krovininis laivas šiuo metu naudojamas Kinijoje. Laivas yra daugiau kaip 70 metrų ilgio, 14 metrų pločio ir daugiausia gali gabenti 2000 tonų krovinio. Laivas vienu pakrovimu gali nuplaukti apie 80 kilometrų. Laivų pramonei svarbu pereiti prie elektros energijos, o šis laivas - žingsnis šia kryptimi. Įdomu tai, kad šis elektrinis laivas gabens... anglis, parodydamas, kad net labiausiai teršiančios pramonės šakos ieško tvaresnių transporto sprendimų, bent jau trumpais atstumais.
Masto efektas laivyboje
Kaip visi žinome, transportas atkreipia dėmesį į masto efektą. Kuo stipresnis transportavimo pajėgumas, tuo mažesnės transportavimo išlaidos vienam prekės vienetui. Kaip pavyzdį paimkite konteinerinius laivus: šiuo metu didžiausias pasaulyje konteinerių laivas talpina 24 000 TEU, o prieš 10 metų didžiausias pasaulyje konteinerių laivas buvo 18 000 TEU. Didėjantis laivų dydis kelia papildomus iššūkius, kai kalbama apie ekologiškų technologijų integravimą.
Pavyzdžiui, „Changyi“ laivą savarankiškai suprojektavo „Hudong China“ ir jis turi visiškai nepriklausomas intelektinės nuosavybės teises. Laivas buvo pristatytas 2018 m. liepos mėn., jo ilgis - 362 metrai, plotis - 65 metrai, liejimo gylis - 30,4 metro, dedvasinis svoris - 54200 tonų, o pilnai pakrautas - 454000 tonų. Tokie gigantai reikalauja didžiulių energijos kiekių, todėl perėjimas prie visiškai elektrinės ar vandenilinės pavaros yra didelis inžinerinis ir ekonominis iššūkis.
tags: #krovininis #laivas #ploksciu #daugiau #varomus #vienu