Szerző: Pompor Gyula, okleveles hajómérnök
Szakmai partner: Pannon Építőműhely Kft.
(GINOP-2.1.1-15 projekt alapján)
Absztrakt
A hazai kikötői infrastruktúra modernizációjára irányuló GINOP-2.1.1-15 projekt keretében megvalósult egy átfogó K+F+I program, amelynek középpontjában egy új generációs, gyűrődő zónás, rugalmas-csillapított finger típusú ágponton rendszer fejlesztése állt. A fejlesztés célja az volt, hogy olyan kikötői rendszert hozzon létre, amely képes a hajók biztonságos dokkolását csillapított energiaközlés mellett biztosítani, miközben megfelel a hajózási szabályozásoknak, terhelési elvárásoknak és a gyakorlatban is sorozatgyártható. A projekt során végzett kutatás-fejlesztés anyagtani, mechanikai, hajómérnöki és szimulációs irányokban valósult meg, amelyeket terepi tesztek és típusjóváhagyási eljárások zártak le. Az eredmények alapján a finger rendszer a Balaton két vezető kikötőjében, Fenyvesen és Alsóörsön került beépítésre.
- Kutatási és fejlesztési célkitűzések
A projekt kiindulópontja a hajók dokkolása során fellépő ütközési energia csillapításának biztonságos, visszafordítható és szabályozott módon történő elnyelése volt. A fejlesztés egyik kulcsfeladata egy olyan finger rendszer létrehozása volt, amely:
- gyűrődő zónát alkalmaz (képlékeny csuklók),
- rugalmas elemekkel (elasztomer csatoló) vezeti el az energiát,
- modulárisan beépíthető és csatolható,
- típusengedélyeztethető,
- és kompatibilis az alkalmazott pontonrendszerekkel.
- Iparági adaptáció: energiaelnyelő technológiák felmérése
A fejlesztés első szakaszában részletes ipari benchmark készült a gépjárműiparban alkalmazott energiaelnyelő rendszerekről:
- ütközéskor gyűrődő karosszériaszerkezetek,
- elasztomer és hab alapú lengéscsillapítók,
- képlékeny csuklós deformációs egységek.
Ezek alapján született meg a pontonsorokra telepíthető gyűrődő zónás rácsos acélszerkezet, melyet elasztomer csillapítóelemek és szerkezeti toldatok egészítenek ki.
- Hajómérnöki alapkutatás és elméleti modellezés
A hajómérnöki részfeladatok az alábbiakra fókuszáltak:
- terhelési fajták rendszerezése (statikus, dinamikus, szél, hullám, súrlódás),
- mechanikai képlékeny csuklók számítása (ütközési energia, gyűrődés),
- finger vég deformációjának analitikus modellje,
- rugalmas csatolórendszer–acélváz együttes viselkedésének elemzése (statikai peremfeltételek).
- Számítógépes szimulációk és FEM-analízis
A finger szerkezetek FEM-analízise során:
- több mint 16 különböző prototípus geometriát modelleztek,
- különféle szelvények: IPE, UNP, U és zártszelvény,
- gumirugók modellezése elasztikus betéttel (SH65°).
Számítási eredmények:
- max. feszültség: 120–160 MPa (S355 anyagnál elfogadható),
- elérhető rugóút/rugalmas lehajlás: 40–55 mm,
- gyűrődési zónában, rugalmas csatolórendszerben együttesen: plasztikus átrendeződés, ismételhető energiaelnyelés.
- Úszóképességi és stabilitási vizsgálatok
Minden finger típusra (7 m, 9 m, 12 m) elvégezték:
- a vízkiszorítás, súlypont, dőlésszög, trimm számításokat,
- csatolt és önálló úszási stabilitás elemzést,
- Reed-diagrammal történő megközelítést.
Az úszóképesség csatolt rendszerben minden típusra igazolást nyert.
- Prototípusgyártás és dokumentáció
A projekt keretében:
- elkészültek a 7 m, 9 m és 12 m-es finger típusok,
- gyártási dokumentáció: CAD-modellek, összeállítási rajzok, pozíciójegyzékek,
- csatolási egységek: gumilap + acélkonzol, A4-80 csavarzat.
A gyártás mérnöki felügyelet alatt, a MMK tervezői eljárásrend szerint zajlott.
- Mérés, tesztelés és típusengedélyeztetés
A prototípusokat dinamikus és statikus terhelésre tesztelték:
- statikus próbaterhelések,
- dinamikus ütközési kísérletek hajóval: gyorsulás, deformáció mérése,
- gyűrődési viselkedés roncsolásos vizsgálattal.
A Hajózási Hatóság számára készült dokumentáció:
- műszaki leírások,
- úszásképességi és stabilitási számítás,
- szilárdsági és csatolóvizsgálatok eredménye.
- Gyakorlati bevezetés – Alsóörs és Fenyves
A rendszer bevezetése két balatoni kikötőben történt:
- Fenyves Yacht Club : fingeres vendégmóló rendszer,
- Alsóörs Marina : teljes finger-hálózat a vendég- és bérlőállásokhoz.
A rendszer csillapítja az ütközést, biztonságos belépést biztosít, és megemeli a kikötő komfortszintjét.
Eredmény: a két kikötőt a Balaton legjobbjainak választotta meg a vitorlázóközösség és a szakmai sajtó.
- Következtetés
A GINOP-2.1.1-15 projekt keretében egyedülálló módon sikerült egy:
- tudományosan megalapozott,
- mérnöki szempontból validált,
- gyakorlatban alkalmazott finger rendszert fejleszteni,
amely alkalmas a sorozatgyártásra, engedélyezésre és nemzetközi alkalmazásra.