Elektromos hajtású, katamarán testű lakóhajó tervezése és kivitelezése

Absztrakt

A kutatásfejlesztési projekt célja, egy innovatív, környezetbarát több fő számára is kényelmesen használható lakóhajó létrehozása, mely átmenetet jelenthet a klasszikus hajók és a mozgásképtelen úszóházak között. A környezetvédelemre tekintettel a benzingőzt és a motorzajt csendes, környezetkímélő elektromos meghajtásra cseréltük, továbbá az alacsony merülés és a stabilitás miatt a hagyományos hajótestet katamarán hajótest váltotta fel. A létrejövő hajó egy gazdaságosan üzemeltethető, könnyen szállítható, különleges, modern megjelenésű prototípus lett. A fejlesztés elvárt célja egy viszonylag kis méretű, de tágas belső térrel rendelkező, sokoldalúságával több célnak megfelelő 6 személyes lakóhajó prototípus megépítése volt, melyet sikeresen valósítottunk meg.

Műszaki adatok:

Az úszótest hossza                          L_u = 9,00 m

Az úszótest szélessége  B_u = 0,80m

Az úszótest oldalmagassága       D_u = 0,70 m

Az úszótest tömege                       m_u = 0,260 t

Az adatok egy katamarán testre vonatkoznak.

Az úszómű hossza                                          L = 9,00 m

Az úszómű hossza dörzsfával     L_max = 9,10 m

Az úszómű szélessége                   B = 3,18 m

Az úszómű szélessége járdával  B_max = 4,28 m

Az úszómű oldalmagassága                        D = 0,70 m

A felépítmény alap hossza                          L_f = 7,40 m

A felépítmény alap szélessége   B_f = 3,18 m

A felépítmény gerinc magassága              H = 2,07 m

Az úszómű szerkezeti magassága             H_sz = 3,56 m

A felépítmény tömege                  m_f = 2,015 t

Az úszómű merülése üresen 10% feltöltéssel     d₁₀ = 0,344 m

Az úszómű merülése utasokkal 90% feltöltéssel d₁₀₀ = 0,400 m

Az úszómű vízkiszorítása üresen 10% feltöltéssel              V₁₀ = 3,677 t

Az úszómű vízkiszorítása utasokkal 90% feltölt. V₁₀₀ = 4,215 t

Az úszómű legnagyobb fix pont magassága                         H_f = 3,16 m

Legkisebb szabadoldal magasság                                             f_sz = 0,300 m
Utas létszám      c_p = 6 fő

A fejlesztés műszaki bemutatása:

A kisgéphajó katamarán rendszerű. A katamarán testek héjlemez anyaga üvegszál erősítésű poliészter, ami kézi eljárással készült. Az elkészítéséhez az úszótest formájára kialakított szerszám (ősminta) készült, mely biztosítja, hogy a két úszótest héjlemeze méreteiben egyforma lesz. Ez a kritérium a sorozatgyártás előkészítésének alapja. A katamarán test héjlemeze harántbordázatú, ami oldal-hosszbordákkal van megerősítve. A bordák anyaga vízálló rétegelt lemez. A borda bekötések külön erősítést kaptak. A bordák között vakbordák is helyet kaptak, így az úszótest 6 vízmentes térre van felosztva. A szerkezetben külön kialakítást kaptak az akkumulátorok és a motor felfogatása.

Az úszótestek kapcsoló kereten keresztül vannak a felépítmény aljához felfogatva. Az úszótestek és a kapcsoló keret csavarkötéssel, vízmentes tömítéssel van összekapcsolva. A felépítmény acélváza 40x40x2 mm szelvényméretű zártszelvény. Erre az acélkeretre lett felerősítve a 10 mm vastag vízálló rétegelt lemez. A lemezek közé PUR hab került. Az egész felület üvegpaplan és műgyanta borítást kapott. A réteg kívülről és belülről színezve lett.

A hajó kormányzása a kormányállásból történik, léptető motor segítségével. Ezt egy Siemens PLC oldja meg, amely két léptetőmotort szinkronban vezérel. A léptetőmotor és a léptetőmotor hajtása között zárthurkú vezérlés működik, ezáltal a rendszer képes pontosan annyit lépni, amennyi lépés-parancsot kap, illetve a hibát is képes detektálni.

Villamos hálózat:

A kisgéphajó villamos hálózata három funkcionális kört alkot. Az erőátviteli rész 4 - 4 darab MWP-200 12 volt üzemi feszültségű akkumulátorból áll. Ezek sorba kapcsolva biztosítják az előírt 48 volt feszültséget a két bemerülő villanymotornak. A villanymotorok vezérlő egységen keresztül vannak megtáplálva. Ez a vezérlő egység biztosítja a fordulatszám szabályozást, az irányváltást és biztonsági feladatokat is ellát. Az akkumulátorok vezérlése a kormányállásból történik. Itt van lehetőség az indításra, leállításra és fordulatszám szabályozásra és irányváltásra. Motoronként külön kijelző panelen lehet látni az üzemeltetési paramétereket. Az akkumulátorok töltése a kikötőben 230 V-os hálózatról történik az kisgéphajó saját töltőberendezésének segítségével.

Parti csatlakozás hiányában a hajó villamos berendezései 1 darab külön akkumulátorról működik. A világítást LED fényforrások biztosítják. A hálózati csatlakozás USB portokon keresztül lehetséges.

Amennyiben a hajó kikötőben a parti áramra csatlakozik, a kommunális rendszer is áttér a 230 V feszültség használatára. Ezen keresztül működik a villanybojler és a szivattyú, valamint a dugaszolóaljzatok. Lehet használni a TV-t és a rádiót, és megkezdődik a kommunális akkumulátor töltése is. A fogyasztók megtáplálása a kapcsolódobozon keresztül történik. Az áramkörök itt vannak biztosítva és a hibaáram relé is itt van elhelyezve.

Összegzés:

Az elkészült katamarán lakóhajó prototípus előre mutató sokoldalúságával újdonságnak számít a fellendülőben lévő magyarországi hajózási piacon. Az otthon komfortérzetével és gazdaságos elektromos üzemeltetéssel lehetőséget kínál a vízen eltöltött idő tartósabbá tételére.

 Modern formavilágú, kis méretű, de tágas belső teret nyújtó felépítmény készült. Kényelmes mozgást biztosítanak a lakóhajót körülölelő járdafelületek. A felső fedélzet tovább fokozza a kényelmes kikapcsolódás érzetét. A beépített elemek szerkezete további lehetőséget biztosít árnyékoló és napelemes rendszerek rögzítésére. Az úszótalpak biztosítják a stabilitást az alacsony merülést és a működéshez szükséges berendezések elhelyezését. A hajó csendes környezetkímélő elektromos hajtást kapott. A villamos hálózata alkalmas napelemek fogadására. Üzemeltetése 2. besorolású belvizeken (Balaton) valósulhat meg.