Sistema de flotabilidad neumática adaptativa DREVO
Cilindros de flotabilidad adicionales inflables para la plataforma de carga fluvial DREVO L-7 Expand
1. Concepto
Sistema de flotabilidad neumática adaptativa DREVO (AABS)— un sistema de globos inflables y de despliegue automático diseñado para aumentar temporalmente el desplazamiento, reducir el calado, compensar la sobrecarga y mejorar la estabilidad de la plataforma.
Los cilindros están ubicados a lo largo de los costados exteriores de los pontones principales y, cuando están plegados, se almacenan en nichos protegidos. A medida que aumenta la carga, se expanden, se llenan de aire y crean un volumen de desplazamiento adicional.
El principio fundamental:
Los cilindros adicionales aumentan la reserva de flotabilidad, pero no sustituyen un casco robusto, una capacidad de carga calculada ni un control adecuado del centro de gravedad.
2. Tareas principales del sistema
AABS se utiliza para:
aumento temporal de la capacidad de elevación;
reducir el calado al pasar por aguas poco profundas;
compensación por carga desigual;
aumentando la estabilidad transversal;
apoyo de emergencia a la plataforma en caso de daños en el pontón;
estabilización durante la carga;
Mejorar la seguridad durante la autodescarga;
transporte de carga ligera a granel;
Devolución de la plataforma sobrecargada a la estación costera más cercana.
3. Principio físico
La flotabilidad adicional viene determinada por el volumen de agua desplazada por los cilindros.
En agua dulce:
Un volumen sumergido de 1 m³ genera aproximadamente 1000 kg de fuerza de elevación teórica;
0,5 m³ — aproximadamente 500 kg;
2 m³ — aproximadamente 2.000 kg;
4 m³ — aproximadamente 4.000 kg.
Sin embargo, el volumen teórico total no puede considerarse como capacidad de carga útil.
Es necesario tener en cuenta:
inmersión incompleta de los cilindros;
el peso de los propios cilindros y del sistema compresor;
cargas dinámicas;
enrollar y recortar;
reserva de francobordo;
la influencia de las corrientes y las olas;
la posibilidad de que se dañe uno de los cilindros.
La carga de trabajo adicional prácticamente segura debería ser de aproximadamenteEntre el 50% y el 70% de la flotabilidad teórica de los cilindros..
4. Configuración propuesta
Para una plataforma de 7,0 m de longitud, se proporcionan cuatro cilindros principales:
frente izquierda;
parte trasera izquierda;
delantero derecho;
parte trasera derecha.
Además, se pueden instalar dos cilindros estabilizadores en la popa para la autodescarga.
Tamaño de un cilindro principal
Dimensiones preliminares:
| Parámetro | Significado |
|---|---|
| Duración de trabajo | 4,5–5,5 m |
| Diámetro | 0,45–0,65 m |
| Volumen | 0,7–1,8 m³ |
| Presión de trabajo | 0,15–0,35 bar por encima de la presión atmosférica |
| Peso del cilindro | 25–60 kg |
El volumen exacto depende de la forma del cilindro y del espacio disponible a lo largo de los pontones.
5. Opciones del sistema
AABS-2
Dos cilindros laterales.
Volumen adicional total:
1,5–2,5 m³.
Flotabilidad teórica:
1,5–2,5 t.
Carga operativa adicional recomendada:
0,8–1,5 t.
Aplicable a:
compensación de la sobrecarga promedio;
reducción de sedimentos;
Estabilidad creciente.
AAAS-4
Cuatro cilindros seccionados.
Volumen adicional total:
3–5 m³.
Flotabilidad teórica:
3–5 t.
Carga operativa adicional recomendada:
1,5–3 t.
Aplicable a plataformas grandesRCP L-7 Ampliar.
AAAS-6 Pesado
Cuatro cilindros laterales y dos traseros.
Volumen adicional total:
5–7 m³.
Flotabilidad teórica:
5–7 t.
Reserva utilizada operativamente:
aproximadamente 2,5–4 toneladas.
Esta opción solo se aplica a:
en aguas tranquilas;
a velocidad reducida;
en rutas cortas;
bajo control de estabilidad constante.
6. Diagrama recomendado para RCP L-7 Expandir
Configuración básica óptima:
| Elemento | Cantidad | Volumen uno | Volumen total |
|---|---|---|---|
| Cilindro frontal lateral | 2 | 0,8 m³ | 1,6 m³ |
| Cilindro trasero lateral | 2 | 0,8 m³ | 1,6 m³ |
| Cilindro estabilizador de popa | 2 | 0,4 m³ | 0,8 m³ |
| Total | 6 | — | 4,0 m³ |
Flotabilidad adicional teórica:
unos 4.000 kg.
Reserva operativa racional:
aproximadamente 2.000–2.800 kg.
Por lo tanto, una plataforma con una carga nominal básica de 2 a 3 toneladas puede transportar durante un corto período de tiempo:
hasta 4-5 toneladas con el sistema completamente desplegado;
solo si se ha confirmado la resistencia del bastidor y la correcta ubicación del centro de gravedad.
Los cilindros no aumentan automáticamente la carga admisible del bastidor de potencia, la plataforma, los mecanismos de descarga ni las fijaciones de los contenedores.
7. Diseño de cilindros
Se recomienda la construcción multicapa.
capa sellada interna
Materiales:
poliuretano termoplástico;
elastómero de poliuretano reforzado;
Cámara sellada con caucho butílico.
Capa de potencia
Usado:
tejido de poliéster;
fibra de aramida;
Tejido de alta resistencia con refuerzo diagonal.
Capa exterior protectora
Protege contra:
piedras;
sucursales;
residuos metálicos;
ultravioleta;
productos derivados del petróleo;
abrasión.
Materiales posibles:
Hypalon/CSM reforzado;
TPU con carcasa protectora adicional;
almohadillas de poliuretano reemplazables.
8. Seccionamiento
Cada cilindro largo debe estar dividido en al menos tres cámaras de aire independientes.
Por ejemplo:
sección frontal;
sección central;
sección trasera.
Si una de las cámaras resulta dañada, se conserva la mayor parte de la flotabilidad.
Cada cámara recibe:
válvula separada;
sensor de presión;
válvula de retención de emergencia;
válvula de seguridad;
Posibilidad de inflación independiente.
9. Alojamiento
Se instalan los cilindros:
fuera de los pontones principales;
debajo de la cubierta de carga;
lo más bajo posible en relación con el centro de gravedad;
simétricamente en ambos lados.
En posición plegada son:
en casetes protectores rígidos;
detrás de paneles plegables o corredizos;
por encima de la línea de fricción constante con el agua.
Al activarse, el casete se abre, el globo sale y se infla.
10. Sistema de inflación
Existen dos posibles fuentes de aire.
Compresor eléctrico
La opción principal.
Ventajas:
uso múltiple;
regulación de volumen suave;
falta de cilindros de alta presión reemplazables.
Configuración sugerida:
dos compresores independientes;
productividad de cada 500–1.500 l/min;
Presión de trabajo de hasta 0,5 bar;
circuito de respaldo independiente.
Cilindros de aire comprimido
Opción de emergencia.
Se utiliza para:
liberación rápida;
fallas en el sistema eléctrico;
Daños en el pontón principal.
El gas comprimido no debe ser el único método de activación.
11. Tiempo de despliegue
Valores aproximados:
| Modo | Tiempo |
|---|---|
| Inflación parcial | 30–90 segundos |
| Inflado completo de AABS-2 | 1–3 minutos |
| Inflado completo de AABS-4 | 2–5 minutos |
| Inflado rápido de emergencia | 20–60 segundos |
El sistema puede inflar únicamente las secciones necesarias, no el conjunto completo a la vez.
12. Control automático
DREVO AI recibe datos de:
celdas de carga de contenedores;
sensores de precipitación;
sensores de balanceo;
sensores de ajuste;
NARIZ;
sensores de presión del cilindro;
cámaras de vigilancia;
sensores de corriente y de olas.
El sistema detecta automáticamente:
¿Qué globo hay que inflar?
volumen de aire requerido;
velocidad permitida;
la necesidad de detener la carga;
¿Es segura la ruta hacia la estación costera?
Ejemplo:
El sector trasero izquierdo está sobrecargado;
El cilindro trasero izquierdo se infla automáticamente;
Si es necesario, se infla parcialmente el cilindro trasero derecho para aumentar la flotabilidad general de la popa.
13. Modos de funcionamiento
Normal
Los cilindros están plegados.
Se utiliza la flotabilidad principal de los pontones.
Asistencia de estabilidad
Los cilindros están parcialmente inflados.
Utilizado por:
durante la carga;
al operar el manipulador;
con carga desigual;
durante el estacionamiento.
Aguas poco profundas
Los globos se inflan total o parcialmente para reducir las corrientes de aire.
Carga pesada
Los cilindros generan un desplazamiento adicional al transportar carga pesada.
Soporte de acoplamiento
Los cilindros de popa estabilizan la plataforma durante la autodescarga.
Flotador de emergencia
Todas las cámaras de trabajo se inflan automáticamente cuando:
daños en el pontón;
un fuerte aumento de las precipitaciones;
movimiento peligroso;
agua que entra en el cuerpo.
14. Efecto sobre los sedimentos
Los cilindros adicionales pueden reducir el calado, pero el efecto depende de la forma de los cascos principales.
Aproximadamente un volumen adicional de 2–4 m³ puede:
compensar entre 2 y 4 toneladas de desplazamiento total;
reducir el calado de la plataforma cargada en aproximadamente 0,10–0,30 m;
aumentar el francobordo;
asegurar el paso de secciones más pequeñas.
El cambio exacto en el calado se determina mediante el cálculo hidrostático del casco.
15. Influencia en el ancho
Cuando se despliegan los cilindros, el ancho total de la plataforma aumenta.
| Estado | Ancho |
|---|---|
| Los cilindros están plegados | 3,5 m |
| Parcialmente inflado | 4,0–4,4 m |
| Completamente inflado | 4,5–5,0 m |
Esto limita:
pasando por canales estrechos;
trabajos en los soportes del puente;
amarradero;
transporte por tierra.
Antes de inflar, DREVO AI debe comprobar el espacio libre alrededor de la plataforma.
16. Efecto sobre la resistencia al agua
Cámaras de aire laterales completamente infladas:
aumentar la resistencia hidrodinámica;
reducir la velocidad;
dificultar la maniobrabilidad;
aumentar la sensibilidad a los vientos cruzados.
Restricciones recomendadas:
| Modo | Velocidad máxima |
|---|---|
| Los cilindros están plegados | hasta 6 nudos |
| Parcialmente inflado | hasta 3–4 nudos |
| Completamente inflado | hasta 2–3 nudos |
| Modo de emergencia | hasta 1–2 nudos |
17. Cargas en los elementos de fijación
Cada cilindro transmite importantes fuerzas verticales y laterales al bastidor.
Con una fuerza de elevación de un cilindro de 800 kg, sus fijaciones deben estar diseñadas para soportar al menos:
carga estática 800 kg;
carga dinámica 1.200–1.600 kg;
fuerzas longitudinales de la corriente;
cargas de impacto procedentes de escombros y olas.
Recomendado:
al menos cuatro puntos de conexión eléctrica por sección;
distribución de la carga a través de la viga longitudinal;
El factor de seguridad de los elementos de fijación no es inferior a 2;
Correas de sujeción de emergencia separadas.
18. Protección contra daños
Se proporciona lo siguiente:
topes externos rígidos;
almohadillas protectoras reemplazables;
cubiertas de malla;
detectores de fugas;
mantenimiento automático de la presión;
Aislamiento de emergencia de la cámara dañada.
Los cilindros no deben ser el primer punto de contacto con:
soportes del puente;
a lo largo de la costa;
grandes rocas;
estructuras metálicas.
19. Restricciones
Los tanques de aire adicionales no solucionan los siguientes problemas:
Resistencia insuficiente del bastidor de potencia;
Sobrecarga en la cubierta de carga;
Mecanismo de autodescarga débil;
centro de gravedad demasiado alto;
mala sujeción de la carga;
carga desigual;
Potencia insuficiente de las hélices.
El sistema aumenta la flotabilidad, pero no garantiza automáticamente la seguridad de la carga peligrosa.
20. Capacidad de carga actualizada
| Modo | Capacidad de elevación básica | Reserva adicional de AABS | Carga total estimada |
|---|---|---|---|
| Común | 2–3 t | 0 | 2–3 t |
| Asistencia de estabilidad | 2–3 t | 0,5–1 t | hasta 3–4 t |
| Carga pesada | 3 t | 1,5–2 t | hasta 4,5–5 t |
| Máximo especial | 4 t | hasta 2–3 toneladas | hasta 5–6 toneladas después del cálculo |
| Emergencia | carga actual | hasta 4 toneladas de flotabilidad | Acabamos de regresar a la costa. |
La última línea no indica autorización para el transporte programado de 6 toneladas. Se trata de un modo de emergencia o especial que requiere aprobación de ingeniería por separado.
21. Sistema masivo actualizado
| Componente AABS | Peso estimado |
|---|---|
| Cuatro cilindros principales | 120–240 kg |
| Dos cilindros de alimentación | 40–80 kg |
| casetes protectores | 100–250 kg |
| Compresores y receptores | 80–180 kg |
| Válvulas y tuberías | 30–70 kg |
| Sensores y electrónica | 20–40 kg |
| Fortalecimiento de la estructura de poder | 100–300 kg |
| Masa total del sistema | 470–1.120 kg |
Este peso en vacío reduce parte de la capacidad de carga útil adicional.
22. Configuración final recomendada
Para el primer prototipo se recomienda:
cuatro cilindros independientes;
volumen total 3–4 m³;
Reserva operativa de capacidad de elevación de 1,5 a 2,5 t;
dos compresores eléctricos;
receptor de emergencia;
Diseño de tres secciones para cada cilindro;
control automático de balanceo;
límite de velocidad con el sistema abierto;
protección mecánica de cilindros;
Prohibición del aumento automático de la masa permitida sin la verificación de la IA de DREVO.
Conclusión
El sistema de cilindros adicionales inflables amplía significativamente las posibilidades.Plataforma de carga fluvial DREVO L-7 AmpliarPermite reducir el calado, estabilizar la plataforma, compensar las cargas desiguales y crear una reserva de flotabilidad temporal de hasta varias toneladas.
Lo más racional es utilizar cilindros en tres casos:
para el transporte de carga ligera a granel;
para un aumento a corto plazo de la flotabilidad durante una sobrecarga;
como sistema de rescate de plataforma de emergencia.
Para una configuración básica, es razonable proporcionar aproximadamente4 m³ de volumen de aire adicional, que proporciona aproximadamente4 toneladas teóricasy alrededorDe 2 a 2,8 toneladas de flotabilidad adicional utilizable de forma segura..
La capacidad de carga final permitida debe determinarse no solo por la flotabilidad, sino también por la resistencia de la estructura, la estabilidad de la plataforma, la altura del centro de gravedad, la distribución de la carga y las capacidades del sistema de autodescarga.