Racjonalna metoda projektowania statku i bezpieczeństwo żeglugi. Nad tym pracują naukowcy | WIMiO - Politechnika Gdańska

Na realizację projektu, którego kierownikiem jest dr hab. inż. Jakub Montewka, naukowcy otrzymali 498 800 zł w ramach programu AURUM.

Bezpieczeństwo transportu

Transport morski jest szczególnie narażony na niebezpieczeństwo, ze względu na skomplikowane, często nieprzewidywalne środowisko, w którym funkcjonuje. Zagrożenia mogą wynikać zarówno z działań umyślnych, jak i przypadkowych (warunki hydrometeorologiczne, mechaniczne itp.). Zapewnienie bezpieczeństwa nawigacyjnego, w tym unikanie kolizji jest jednym z głównych i najważniejszych zagadnień związanych z tematem rozwoju floty.

– Zapewnienie systemów wspomagania lub wydania decyzji o zmianie np. kursu czy prędkości wymaga opracowania bardzo dokładnych algorytmów uwzględniających rzeczywiste charakterystyki danego statku – mówi dr inż. Maciej Reichel z Zakładu Projektowania Okrętu. – 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 – dodaje.

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.