Þeirrar fyrirbæri að nota körfusveifur í sjávarnæglingu

Hvers vegna kolskjalfyrur eru að rannsaka sjávarverkfræði

Það skifti frá þéttum efni til frumefna af framtíðinni

Kolfituhringur hefur verið að gera bylgjur í sjávarverkfræði, og farið er í nýjustu efni eins og tré, málm og plasti sem áður stýrðu skipabyggingum. Það sem við sjáum núna er hæg en stöðug skipting út fyrir þessi hefðbundin efni og ný efni eru notuð í staðinn. Taktu stál og ál, til dæmis, þessir erfiðir karlar geta ekki verið samanborið við kolfituhring þegar um þyngdarþrif er að ræða. Ökutæki sem eru smíðuð úr kolfituhring fara hraðar en þeim er brenna minna olíu, sem segir okkur af hverju svo margir framleiðendur hafa tekið eftir þessu. Tölur úr bransjanum sýna að um það bil 30 prósent framleiðenda sjávarfara hafa annað hvort byrjað að sinna kolfituhring eða þegar tekið það með í hönnunina. Þessi breyting er ekki eingöngu til að líta fínt út heldur tákn á raunverulegri þróun á því hvernig við nálgumst skipabyggingu í dag.

Aðaldrögir fyrir upptöku í sjóvarþjónustu

Það eru ýmsir ástæður fyrir því af hverju kolefnisveifur eru að verða vinsælar í sjónum í dag. Eldsneyttiverð hækkar á meðan umhverfisreglur verða strangari ár eftir ár, svo skipabyggjendur leita eðlilega að léttari og skilvirkari efnum sem draga úr útblæstri. Góð fréttin er að framleiðendur hafa leyst nokkrar framleiðniskekkjur nýlega, sem gerir kolefnisveifurnar raunhæfar í verði í dag samanborið við það sem þær voru áður. Sjóverkfræðingar og hönnuðir eru líka fljótt að sækja þá upp. Þeir hafa séð hvernig kolefni breytti öllu frá hraðbátum yfir í lúxusyöt á undanförnum árum. Þessar raunverulegu sýnategundir sýna að skipta yfir í kolefni er ekki bara mögulegt, heldur að það er nú þegar að gerast í skipasmíðið.

Lindur af vættum í sjávarnotkun

Auka fart skipa og brautnýtslu

Þyngdarsmreiting á höttum með framleiðslu úr carbon fiber hækkar ferðalangt hraða og sparaður er á olíukostnaði. Rannsóknir sýna að höttur færðist um 15 til 20 prósent hraðar þegar þeir missa bara 10 prósent af þyngd skrogsins og auka þar með eldsneytisþáttinn. Efnið virkar svo vel vegna þess að carbon fiber er mjög létt en samt mjög sterkt. Höttur sem eru byggð með þessu efni taka hraðar að hlaupa og eru betri í stjórnun en sú sem eru gerð úr eldri efnum eins og stáli eða ál. Þess vegna skilgreina margir skipasmíðamenn carbon fiber fyrir allt frá fiskiskipum til dýra jarkta þar sem afköst eru mikilvægust.

Áhrif á bætur og bestuning af hlutafangi

Kolfiturör gerðu þeim kleift að skipi geti flutt meira þyngd án þess að bæta verulega við massa skrogsins sjálfs, sem þýðir betri hleðslurými fyrir skip notuð í sjóferðum eða fiskveiðiaðgerðum. Skipabyggjendur geta núna búið til skip sem hentugt sér að mismunandi aðstæður án þess að reka af sér kröfur starfsgreinarinnar í framleitni. Kallarinn á sér þar sem kolfitur er svo sérstakur er í þessari frábæru blöndu af ótrulega mikilli þyngd og samt sem áður mikilli styrkleiki. Þetta hefur leitt til ýmissa nýsköpunar í hönnun skipa nýlega sem betur takast við hrjóðandi sjá og nota minna orkubrenni en hefðbundin efni.

Studiarás: Framvinda í höfuðskemmtum sjófara

Þegar skoðað er raunverulega notkun sýnist hversu mikið kolberjisni getur breytt hönnun skips. Takið þetta keppnistæki sem dæmi - eftir að þau fóru yfir á kolberjahluta minnkaði heildarþyngdin um það bil 12%. Þetta þýddi sig í að greiðilega betri hraði á sjó, og áhöfnir tilkynntu um það bil 25% hraðari tímar í keppnum. Fyrir verslaskeri eru kostirnir ólíkir en samt jafn miklir. Skip sem eru smíðuð með ramma af kolberji eru létt nægilega til að bera meiri fang án þess að brjóta reglur um þyngdarmörk. Þetta þýðir að stjórnendur geta komið aftur með stærri fang án þess að þurfa að hafa áhyggjur af því að fá seðla vegna yfirvigtar, sem útskýrir af hverju margir í branskanum eru að fara yfir á þetta þrátt fyrir hærri upphaflegar kostnaðsþætti.

Rúsþolust við sólubátarengjum

Uppháðarframvindi samanberið við alumín og rostalaust járn

Kolfituður hefur sérstaklega góðan ástand þegar verið er að berjast við rot, sérstaklega í samanburði við eldri efni eins og ál og rostfrítt stál þegar þau eru útsöðuð saltvatni. Málmar hrúga og brjótast niður með tímanum, en kolfiturður heldur á sér styrk og lögun, sem þýðir að hlutar sem eru gerðir úr því eru lengur í sjónum. Þar sem þessir hlutar ekki brýnast þýðir það lægri viðhaldskostnað á langan tíma og lengri notkunartíma fyrir skip og bát. Fyrir fyrirtæki sem starfa með skip á eyjanum eða opnu sjó, þýðir skipting yfir í hluta úr kolfituði færri skiptingar og minna óþarfan tíma vegna óvænta brota af rotnuðum efnum.

Lífargildi í harðum sæverkfræðilegum umhverfim

Yfirburðarústyr sem framleitt er úr kolefnisvéf verður venjulega lengur í notkun en venjuleg efni þegar það er útsett saltrennu og öðrum erfiðum aðstæðum. Sumar prófanir sýna að þessi hlutar geta verið í notkun allt að fimm sinnum lengur en aðrir áður en þeir sýna merki um nýtingu. Fyrir eigendur skipa er þetta mikilvægt vegna þess að það er ekki bara dýrt að skipta út hlutum eins og propellraþol eða pallháttum langt úti á hafi, heldur stundum einfaldlega ómögulegt. Þegar yfirheitið er að nota kolefnisvéf fæst færri vandræði áfram í tímann. Efnið er betra í að standa á móti rot en viðhaldað er samt sterki, sem sparaðir fjármunum á langan tíma þar sem upphaflegar kostnaður er hærri. Margir verslunarskipum hefur þegar verið breytt eftir að sjá hvernig viðhaldað var að minnka fjárbúskapur ár eftir ár.

Lækkaðar viðhaldskostnaðir yfir tíma

Kolbeinstængur þurfa næstum enga viðgerð á móti hefðbundnum járnveljahlutum, sem mikið minnkar kostnað fyrir skipafyrirtæki á langan hátt. Þeir brást ekki jafn oft né þurfa reglulega yfirlit eins og stál- eða álhlutar. Þegar skip þurfa ekki að eyða mörgum pengum á að laga skemmda hluti eða skrá yfirlit, þá verður hægt að nota þá fjármuni á öðrum mikilvægum hlutum eins og t.d. að uppfæra búnað eða ráða fleiri starfsmenn. Sjávæðisvera hefur byrjað að skipta yfir á kolbeinvef vegna þess að það sparaður kostnað á hverjum ári án þess að tapa afnæmi við saltvatnssúrefingu og erfiðum sjóaaðstæðum. Sérstaklega fyrir fiskiskip og iðnaðarskip táknar þessi efni bæði sjálfgefinn kostnaðsáætlun og umhverfisábyrgð án þess að hætta af afköstum.

Stjórnvirkja styrkur fyrir mikilvæg sjóvaratengd hluti

Há háttferð til vektars hlutfall fyrir mastar og styringar

Kolvetni hefur þessa frábæru styrkleika miðað við það hversu létt það er í rauninni, sem gerir það sérstaklega mikilvægt fyrir byggingu á stóðum og stjórnspjólum á sjónvarpsöngvum í dag. Efnið gerir það mögulegt fyrir öngvar að sinna betur verkefnum sínum vegna þess að hlutirnir eru stífir þegar það er mikilvægasta. Sjóförum þarf þá stífni til að halda hraðanum áfram um vatnið án þess að týna stjórn í erfiðum veðrum. Skipahönnuður hefur gaman af því að vinna með kolvetni þar sem hægt er að framleiða hluti sem eru bæði fínef og duglegir til að sinna þeim harkalegu vindfimmtum og bylgjum á sjó sem við þekkjum svo vel frá keppnistímum.

Fjörbugunarstyrking gegn áslátum og dreifingu

Að setja símfiber inn í höfuðskemmtun deigna bætir markvisslega styrkþéttni þeirra. Rannsóknir sýna að styrkingar með símfiber geti aukað styrk deigna og viðstand áslátum um ofvir 30% samanberið við venjuleg tungumál. Þessi auðkenndi sterkleiki er mikilvægur fyrir að vernda skip vegna skramms og harðrar sjávarumhverfis, vinarliga langvarandi virkni og tryggingu.

Lífð í fremsta veðri

Kolvetnisbyggingar eru þolnari gegn harðri veðurskyldu en flest hefðbundin efni. Prófanir á sjó sýna að þessar byggingar taki á sig breytingar í hitastigi og hristihátt veður án þess að missa á sér. Eiginlega kosturinn er minni bilun í þeim augnablikum sem mætast við, sem þýðir að öll starfsemi á sjó eigi eftir því að vera öruggari. Fyrir skipabyggja og offshore-verkfræðinga sem stíga upp í erfitt veður dag hvert, er þessi þolmæðni sú staðreynd sem skýrir af hverju svo margir eru að yfirgefa hefðbundin efni og fara yfir í kolvetnisþætti þrátt fyrir hærri upphafsverð.

Hraðbundið skipti til sérstaka sjávarþjónustu

Sérsniðnar rúmfræði fyrir hrafndreifni

Sveiflugeta kolafíbanna gerir framleiðendum kleift að skapa þá í ýms konar formum sem aukast vel hvernig vel bátar fara í gegnum vatn. Þegar verkfræðingar hanna hluti tiltekið fyrir mismunandi sjávarshæði sjá þeir áberandi beturbætingu á afköstum skipa úti á sjó. Til dæmis eru skroddar með þessum sérsniðnum formum almennt hraðari en nota minna efni á sama tíma. Þetta þýðir lægri rekstrarkostnað fyrir skipaseggja og minnkar einnig mengunina frá því að brenna mikið magn af aukabensíni. Möguleikinn á sérsníðingu snýst ekki aðeins um peningaspörun heldur hefur einnig áhrif á okkar planetu.

Samsetning með Blandaðum Samsetningarmaterialum

Hafsmenntaraðilar eru að snúa sífellt meira að því að sameina kolefnisvef með ýmsum samsetjum efnum þegar þeir reyna að ná betri afköstum úr skipunum sínum. Hugmyndin að baki þessara efna er í raun ganskeuð - nýta það sem kolefnisvefur gæti gert vel en einnig vinna kringum sumar veikleikana sem geta verið dýrir eða ónothæfir í raunverulegum aðstæðum. Það sem gerir þessa samsetningu svo áhugaverða er hversu auðvelt er að hægja hana yfir ýmsar hluta skipsbyggingar og þróun undirsjávarústæðna. Við erum að byrja að sjá sumar áhugaverðar þróanir í skipsbottum og propellurakerfum þar sem hefðbundin efni gætu ekki haldið áfram með þeim kröfum sem gilda í dag.

Dæmi um Tilviki: Bestuð Höfnun Farskipa

Rannsóknir sem framkvæmdar voru við framræðandi sjóbyggingarstofnun sýndu að þegar yfirburðarlegir búnaður var skiptur út fyrir carbon fiber valkosti minnkaðist þyngd um það bil 20% þ während breytingar á seglum urðu sléttari. Niðurstöðurnar vísa til þess sem margir í branskanum hafa þegar áttað sig á - að carbon fiber gæti breytt leiknum þegar kemur að öræði á skipum og hraða þeirra í raunveruleikanum. Skipabyggjarar sem gera þessa umskiptingu upplifa hraðari hraða á sjó, en það er enn ein kostur - skipin þeirra eru betur í standi til að halda samanburði í keppnum og regötuðum. Sumir hönnuður nefna jafnvel að áhöfnin finni sig vissari í að vinna með þessi léttari og sterkari skip í erfiðum aðstæðum.

Raunverulegar sjómál aðgerðir af kohlíkabúnum rörum

Háþrýstir færslu skip og vélburt skip

Kolvetnislaukur er í raun almennt staðlaður á flotastævnum í dag, og það af góðum ástæðum. Mismunurinn í afköstum á nýjum þjóðleikjum hefur verið áhrifarhugur. Öskur sem eru búin þessu efni virðast einfaldlega skera í gegnum vatnið hraðar en áður. Mikill hluti af þeim sem eru alvarlegir umkeppnismenn segja að sjá um það bil 25% hraðaaukningu eftir að þeir skiptu yfir í hluti af kolvetni. Af hverju? Því að þessi efni minnka þyngd án þess að missa á styrkleika, sem þýðir að öskurnar geta farið hraðar en samt standist ógóða veður. Margir sjóförður segja að stjórnunarmynið breytist alveg þegar þeir skipta yfir, þó hversu mikið af því kemur af minni þyngd samanborið við aðra þætti sé enn ákveðin umræðuefni með áhugamönnum.

Þjónnun undir vatni og dulkjörandi rammi

Samsetningin af léttvægi og ótrúlegri styrkur gerir kolberjisveifluðum mögulega besta kosturinn til að byggja undirsjávarvéla. Við sjum þetta efni alls staðar í rannsóknarsubmariunum og þeim flottu undirsjávardrónunum sem rannsaka djúpuhaf. Rammarnir þurfa að standa upp fyrir þungum aðstæðum þar fyrir neðan, en samt halda áfram að virka rétt. Kolberjisveiflur eru í raun sterkar jafnvel þegar þær er komið fyrir þessum erfðu þrýstingi og hitastigum. Þetta þýðir að vélar geta framkvæmt flóknar verkefni og safnað gildum upplýsingum frá hafgruninum án þess að missa á sér eins og önnur efni myndu. Venjulegar vandamál við rost og niðurbrot verða ekki við kolberjisveiflu, sem er af hverju svo margir sjáværðir rannsakendur ytra á hana í þessu leiti.

Kynning á kjalarsamfélagi og stuttöku yfirsjó

Byggingar á slóðum hafa byrjað að sjá fleiri kolvetnisrör þar sem þau rýrnast ekki og geta haft þyngri áhlaðan án þess að brotna. Við höfum séð þetta efni notað í steypustuðjum yfir Golf Coast og í styrkingu á sjávarverðum frá New Jersey til Flórída. Það sem sparað er á langan tíma er réttlætanlegt þegar litið er á heildarmyndina. Smiðnir sem eru reistar með kolvetni eru í lengri tíma en hefðbundin lausn og þýðir það færri viðgerðir og skiptingar áfram í tímanum. Viðgerðafólk eyðir minna tíma í að laga skemmda hluta og meira tíma á aðra verkefni. Þegar litið er á hvernig þessi efni standast saltvatn og stöðugan áhrif sjávar og vindar er augljóst hvers vegna margir verktakar snúast að lausnum með kolvetni. Það er að verða ljóst að fjárfestingar í varanleg efni bætast við bæði umhverfisáhrifin og sparnað á fjárhaginn á langan tíma.

Algengar spurningar

Hvað eru allsíðustu kostir við að nota rásarferðastígur í sjávarverkfræði?

Rásarferðastígur veitir frábært letungar eiginleika, óþjálfanleiki við rúst, hækkaða hraða og bráðabrennileika, sem gerir hann valinum fyrir sjávarverkfræði.

Hvernig bætir rásarferðastígur hraða skipa?

Vegna lágri þéttleika karbónslæðra er hægt að ná hrattari hastæðingi og betri snúningsefni, sem leiðir til auðvelda færsla á skipum og bættar framkvæmda.

Eiga karbónslæðra rör að vera gagnsleg í sjóvarpsverkum?

Þrátt fyrir hærra upphaflega köst, verða langtímabekkur frá lægri viðhaldskostnaði, bættu lifandi krafti og bættu brændisnúm oft að réttfara fjármálssviðin.

Er kolefnis trefjar umhverfisvæn?

Já, fyrirtæki eru að fara í gegnum meira varanlega framleiðslu, þar á meðal endurtekkingu og notkun atvinnulegra nýtra, til að minnka umhverfismáttkarana við framleiðslu karbónslæðra.