برای مشاهده ویدیوی «خلاصه تصویری» این اختراع اینجا کلیک نمائید
اختراعات علمی: علی پوراحمد | طبقه بندی: اختراعات جدید در ایران و جهان | دسته: اختراعات ثبت شده در ایران و جهان
سیستم تعلیق ضد تکان امواج دریا برای قایق و کشتی
◉ اختراع: سیستم تعلیق ضد تکان امواج دریا برای قایق و کشتی
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
◉ مقدمه و اهداف:
در این مقاله بطور مختصر به بررسی سیستم تعلیق ضد تکان امواج دریا برای قایق و کشتی میپردازیم.
ایده اولیه این سیستم در سال 2004 و زمانی که برای برپایی نمایشگاه نقاشی در دبی بودم شکل گرفت. در آن زمان من یک مدل خودروی برقی (اسباب بازی) با سیستم تعلیق بسیار پیچیده خریده بودم. حرکت نرم و شناور کمک های تعلیق این خودرو عملکرد کامل 180 درجه ای در تمام محورهای افقی و عمودی داشت و این مهندسی پیچیده و بی نظیر در مقیاس یک اسباب بازی واقعا من را شگفت زده کرده بود. عملکرد تعلیق بی نقص آن اسباب بازی باعث شد که ایده اولیه استفاده از سیستمی مشابه آن بر روی تکانه امواج آب در ذهن من شکل گیرد و پس از ده سال یعنی در سال 2014 من این ایده را برای اولین بار بصورت تئوری طراحی و در پنجمین فیلم علمی تخیلی ام "Mission 411" با اسپانسرینگ شرکت دآیمز اینترتیمنت در هالیوود آمریکا اجرا کرده و به نمایش گذاشتم. سالها بعد متوجه شدم که کشتی ضد تکانی که در این فیلم خلق کرده بودم فاکتورهای ثبت شدن بعنوان یک اختراع و نوآوری واقعی در صنایع دریایی را در آن زمان داشته بود, از اینرو این مقاله را به باز شرح طراحی قدیمی ام برای آن سیستم (بدون بازبینی جدید) اختصاص میدهم.
◉ اختراع: سیستم تعلیق ضد تکان امواج دریا برای قایق و کشتی
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
در ترددهای دریایی هر چه وسیله حمل نقل ابعاد کوچکتری داشته باشد تاثیر پذیری بیشتری نسبت به تکانه ناشی از بالا و پایین رفتن امواج خواهد داشت چرا که مطابق قوانین فیزیک, هر چه پارامترهای ابعادی در سطح دو جسم به هم نزدیکتر باشد همراهی و تاثیر پذیری جرم دو جسم در حرکت فیزیک لرزشی و ارتعاشی بیشتر می شود و هر چه سطح دو جسم دارای ابعاد متفاوت تری باشد این اثر معکوس بوده و تاثیر پذیری دو جسم در مواجه با حرکت های لرزشی به تناسب ابعاد و جرم متغیر خواهد بود. در عین حال این موضوع رابطه مستقیمی با چگالی جسم نیز دارد چرا که اگر چگالی جسم از چگالی آب کمتر باشد شدت تکانه بیشتر میشود و چنانچه چگالی جسم برابر با آب باشد جرم غوطه ور شده و تاثیر کمتری از تکانه امواج می گیرد. بعنوان مثال اگر سطح بیرونی یک موج کوچک (محیط دارای نوسان فیزیکی) در دریا یک متر مربع و سطح جرمی که بر روی آن قرار گرفته نیز مشابه و دارای چگالی کمتری از جرم آب باشد, آنگاه با مفروض گرفتن دمای استاندارد و فشار یک آتمسفر, تاثیر تکانه سطح موج بر سطح جسم بصورت ضریب واکنشی کامل محاسبه میشود بدین معنی که به هر میزان که موج بالا و یا پایین برود به همان میزان جسم نیز موج را همراهی می کند.
◉ اختراع: سیستم تعلیق ضد تکان امواج دریا برای قایق و کشتی
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
حال اگر سطح بیرونی موج یک متر مربع و سطح جسم 10 متر مربع بهمراه چگالی کمتری نسبت به جرم آب باشد به دلیل عدم هم پوشانی فیزیکی سطح جسم توسط سطح موج, فقط بخشی از سطح جسم از تکانه موج تاثیر پذیری می گیرد. چنانچه سطح جسم به 100 متر مربع برسد و چگالی برابری نیز با آب داشته باشد آنگاه تقریبا تاثیر پذیری جسم از موج به کمترین میزان می رسد و این همان دلیل سکون و ثابت بودن کشتی ها و نفت کش ها با مواجه با امواج کوچک و متوسط است. امواج به اشکال مختلفی بوجود می آیند و شدت و ارتفاع آنها بستگی به عوامل مختلفی نظیر شدت وزش باد, عمق بستر آب, دمای متغیر آب توسط هسته ماگما در کف دریا, و حرکات ناگهانی در بستر دریا دارد که در هر یک از این حالتها امواج با نوسانات فیزیکی متفاوتی تولید شده و باعث تکانه های خفیف تا شدید با دامنه و دوره تناوب مختلف می شود.
◉ اختراع: سیستم تعلیق ضد تکان امواج دریا برای قایق و کشتی
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
بطور یقین حرکت های نوسانی بالا و پایین رفتن یک قایق و یا کشتی دریایی در مدت زمان زیاد و بصورت متناوب هرگز خوشایند نبوده و برای کسانی که به قرارگیری در حالت شناور و غوطه ور بودن بر روی آب عادت ندارند مشکلاتی از قبیل بروز حالت تهوع, سر درد و درد در ستون فقرات و گردن بوجود می آورد. با توجه به سکونتم در یک شهر ساحلی و استفاده مکرر از وسیله های حمل و نقل دریایی, مجموعه این چالش ها باعث گشت که من ایده استفاده از سیستم تعلیق برای قایق و اتوبوس های دریایی را در آن سالها خلق کنم.
◉ توضیحات فنی اختراع:
همانگونه که در شبیه سازی کامپیوتری (ویدیوی انتهای این مقاله) قابل مشاهده است, من از 12 جک هآیدرولیک هآیبریدی (ترکیبی) برای نگه داشتن و تعلیق یک تشت اتوبوس دریایی استفاده کرده بودم. با استفاده از این جک ها تشت یک قایق یا اتوبوس دریایی در مواجه با تکانه امواج به صورت ثابت و بدون حرکت بر روی آب قرار می گیرد. تعداد جک مورد نیاز برای اعمال سیستم تعلیق در این طرح بستگی به وزن یک قایق و یا اتوبوس دریایی دارد و هر چه تشت دارای ابعاد بزرگتر و وزن بیشتر باشد نیاز به استفاده از تعداد بیشتری جک تعلیق خواهیم داشت. هرچند با بازبینی جدید می توان از تعلیق های خطی و تک اسکلتی برای جایگزینی این طرح قدیمی استفاده نمود اما کماکان این طرح دارای پتانسیل بالای انعطاف و واکنش پذیری بسیار مناسب نسبت به حرکت سریع امواج را دارد.
◉ اختراع: سیستم تعلیق ضد تکان امواج دریا برای قایق و کشتی
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
برای جلوگیری از واکنش پذیری تماس بدنه کابین سرنشینان قایق با سطح امواج, ارتفاع هر جک بمیزان تقریبی 1 متر و 30 سانتیمتر در نظر گرفته شده است زیرا این ارتفاع کمک می کند تا بازوی مکانیکی و هآیدرولیکی هر جک بتواند انعطاف و عملکرد 90 درجه ای در محور های افقی و عمودی داشته باشد. پایه هر 3 بازوی مکانیکی بر روی یک تشت نگه دارنده نصب شده است که در مجموع با استفاده از 12 بازوی هآیدرولیکی مکانیکی بر روی 4 تشت نگهدارنده, امکان قرار گیری کابین سرنشینان در وضعیت ایمن میسر می گردد.
◉ اختراع: سیستم تعلیق ضد تکان امواج دریا برای قایق و کشتی
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
ترکیب متریال تشت های نگه دارنده از مواد پلی اتیلن فشرده است که با استفاده از ساختار 4 جداره ای امکان فشرده سازی هوا در درون هر تشت فراهم می شود. این متریال خصوصیاتی نظیر; قالبگیری چرخشی بافت سلولی ریز فشرده و سبک Rotational molding, مقاومت بالا در برابر خاصیت تخریبی کاتیون سدیم موجود در آبهای شور دریا و همچنین مقاومت در برابر تخریب بافت و فرم تشت توسط تابش اشعه های شدید خورشیدی را در مواد خود دارا است. این ترکیب چگالی کمتر (نسبت به آب دریا) بهمراه هوای فشرده داخلی باعث ایجاد خاصیت ضد غرق شدن و واژگونی (بدون خطر نفوذ آب در تشت) می شود. حداکثر ابعاد طولی و عرضی هر تشت بصورتی طراحی شده که تلاقی و تصادمی بین آنها بوجود نیاید زیرااین موضوع باعث می شود که ضمن جلوگیری از برخورد تشت ها با یکدیگر, بیشترین سطح تماس تشت با سطح امواج فراهم شده و کمترین واکنش پذیری نسبت به نوسانات کوچک امواج در حرکت تشت ها رخ دهد.
◉ اختراع: سیستم تعلیق ضد تکان امواج دریا برای قایق و کشتی
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
مطابق تصاویر ضمیمه شده به این مقاله, هر جک دو طرفه هآیدرولیکی (سیستم تعلیق) از 5 بخش اصلی تشکیل شده است که توسط بلبرینگ و چرخ دنده به یکدیگر متصل هستند. این بخشها شامل پایه اتصال جک به زیر بدنه کابین سرنشینان, اهرم بازوی مکانیکی والد, اهرم بازوی مکانیکی فرزند, پایه اتصال انتهای جک به سطح تشت شناور در آب, و پیستون ورود و خروج روغن و هوا می باشد. در این نوع از جک برای جمع شدن و باز شدن پیستون به نیروی امواج دریا نیاز است بعبارتی با بالا آمدن موج, اهرم های بازوی مکانیکی متصل به پیستون بسته شده و با پایین رفتن موج این اهرم ها در مسیر خطی پیستون از هم باز میشود. منحنی تابع باز و بسته شدن بازوی مکانیکی والد و فرزند باعث می شود که اهرم های جک عملکردی 90 درجه ای در تقابل با نوسان امواج داشته باشند.
◉ برای بزرگ نمایی بر روی هر یک از تصاویر گالری زیر کلیک نمائید:
◉ اختراع: سیستم تعلیق ضد تکان امواج دریا برای قایق و کشتی
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
ترتیب قرار گیری متوالی تعداد 3 جک هیدرولیک بر روی هر تشت بدین علت است تا میزان فشار وارده نوسان امواج بر سطح تشت تقسیم و پراکنده شده و از واژگونی یا انحراف تشت جلوگیری گردد. در وضعیت مواجه با امواج پهنای زیاد, هر چه فاصله عرضی و طولی تشت ها از یکدیگر بیشتر باشد فشار وارده نوسان امواج بر دسته نشیمنگاه جک کاهش می یابد و هرچه فاصله تشت ها به یکدیگر کمتر باشد تشت ها همراهی بیشتری با پهنای امواج می کنند و نوسان بالا و پایین رفتن کابین سرنشینان بیشتر میشود, بنابراین حفظ فاصله و ابعاد هر تشت نقش اساسی در عملکرد صحیح سیستم تعلیق دارد.
یکی از فواید استفاده از سیستم تعلیق جک های هآیدرولیک, عدم پیروی از طراحی کلیشه ای و متداول در ساخت قایق و یا اتوبوس دریایی است. استقرار کابین مسافران بر روی پایه اهرم جک های هآیدرولیکی تعلیق باعث عدم محدودیت و وابستگی در پیروی از سازه های آیرودآینامیکی جهت کابین می شود. بعبارتی با مجزا کردن کابین سرنشینان و تشت می توان به آزادی کاملی در طراحی نوآورانه و خلاق جهت ساخت متمایز کابین سرنشینان دست یافت و با خلق اشکال گوناگون هندسی بر تنوع و زیبایی یک قایق افزود.
◉ اختراع: سیستم تعلیق ضد تکان امواج دریا برای قایق و کشتی
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
بمثابه سایر اختراعات, این اختراع نیز قابلیت توسعه و ظرفیت بهینه سازی بیشتر را داشته و با تجاری سازی آن می توان به تجربه متفاوت, ایمن و راحتی در سفرهای دریایی دست یابیم.
پایان مقاله//
◉ ویدیوی سیستم تعلیق ضد تکان امواج دریا برای قایق و کشتی / از دسته «اختراعات علی پوراحمد»
◉ سازنده انیمیشن این ویدیو: علی پوراحمد
◉ سازنده موسیقی این ویدیو: علی پوراحمد
◉ گفتار متن: علی پوراحمد
◉ زبان: انگلیسی
◉ زیر نویس فارسی: ندارد
درباره مخترع و نویسنده این مقاله 👇 :
سایر مقالات علی پوراحمد :
◉ آیا هوش مصنوعی میتواند خالق هنر و جایگزینی برای هنرمند و خلاقیت انسانی باشد؟
◉ چرا در سینمای ایران ژانر علمی تخیلی وجود ندارد!
◉ عوامل تاثیر گذار در خلق اختراعات, چگونه میتوانیم یک مخترع شویم!
◉ آیا خدا وجود دارد؟ آیا وجدان می تواند جایگزین خدا شود؟
تبلیغات
