Спасательная шлюпка — это самая регулируемая машина на борту торгового судна, поскольку в худшие минуты жизни экипажа она может оказаться единственным, что отделяет людей от моря. В настоящей статье разъясняются принцип работы и энергетическая задача электрических систем, которые спускают и обеспечивают работу спасательных шлюпок, дежурных шлюпок и их спасательных средств в соответствии с главой III Конвенции СОЛАС и Международным кодексом по спасательным средствам (Кодекс ЛСА). Центральное место занимает требование к запуску двигателя: двигатель спасательной или дежурной шлюпки должен быть снабжён либо системой ручного запуска, либо системой силового запуска с двумя независимыми перезаряжаемыми источниками энергии вместе со всеми необходимыми средствами облегчения запуска, и системы запуска и средства облегчения должны быть способны запустить двигатель при температуре окружающей среды -15 °C в течение двух минут с момента начала процедуры запуска, если администрация не примет иную температуру для района плавания судна. Правило двух источников носит сознательно резервный характер — одна вышедшая из строя батарея никогда не должна лишать спасательную шлюпку возможности спуска, — и оно создаёт естественную роль для надёжных, герметичных, работоспособных на холоде перезаряжаемых батарей. Вокруг системы запуска расположены прожектор шлюпки, навигационные и внутренние огни, органы управления и предупреждения, индикация механизма отдачи под нагрузкой/без нагрузки (on-load/off-load release) и огни указания положения на спасательных кругах и жилетах, регулируемые Кодексом ЛСА и испытываемые согласно пересмотренной рекомендации по испытаниям спасательных средств, резолюции ИМО MSC.81(70), с типовым одобрением ЕС по Директиве о морском оборудовании. СОЛАС также требует еженедельно проворачивать двигатель шлюпки не менее трёх минут и, по возможности, вываливать шлюпку. В статье развивается характерная задача батареи — очень длительное хранение на шлюпбалках под воздействием жары, холода и соли с последующим абсолютным требованием мгновенного запуска большим током, — и проводится чёткое различие между перезаряжаемыми системами запуска и бортовыми системами и предписанными первичными батареями в огнях выживших и радиостанциях спасательных средств, с указанием, где герметичный никель-металлгидрид может применяться, а где нет.
Глава III СОЛАС и обязательный Кодекс ЛСА устанавливают, что должны делать спасательные шлюпки, дежурные шлюпки и индивидуальные спасательные средства, а резолюция ИМО MSC.81(70) (пересмотренная рекомендация по испытаниям спасательных средств, периодически изменяемая) с помощью стандартизированных форм оценки и протоколов испытаний определяет порядок их испытаний. В ЕС спасательные средства получают типовое одобрение по Директиве о морском оборудовании и несут знак штурвала (wheel mark) согласно применимым стандартам MED.
Что касается электроэнергии, ключевые пункты касаются запуска двигателя, бортовых огней и прожектора, а также огней указания положения на спасательных кругах и жилетах. На первом анимированном рисунке отображено семейство энергосистем спасательных средств и то, какие элементы являются перезаряжаемыми, а какие работают от первичных батарей. Понимание этой схемы предотвращает распространённую ошибку — считать все батареи спасательных средств взаимозаменяемыми.
Требования Кодекса ЛСА к двигателям спасательных и дежурных шлюпок допускают либо ручной запуск, либо силовой запуск с двумя независимыми перезаряжаемыми источниками энергии и необходимыми средствами облегчения. Цель — резервирование: каждый источник должен быть способен запустить двигатель, а системы не должны загораживаться кожухом двигателя, банками или другими препятствиями. На практике это означает два комплекта батарей (или батарею плюс отдельный гидравлический/пневматический/иной перезаряжаемый источник), при этом электрическая архитектура устроена так, что неисправность одной не выводит из строя другую.
Это основная законная роль высокопроизводительных перезаряжаемых элементов в спасательных средствах: парные, независимые, герметичные пусковые батареи, поддерживаемые в заряженном состоянии с судна через установленные на шлюпбалках зарядные контакты, каждая из которых способна провернуть дизель. Герметичный никель-металлгидрид уместен, поскольку отдаёт высокий импульсный ток, выдерживает поверхностный резервный режим (батареи почти никогда не разряжаются глубоко), сохраняет заряд при длительном хранении в версии с низким саморазрядом, не содержит кислоты, которая могла бы пролиться в закрытой шлюпке, и лучше противостоит холоду, чем свинцово-кислотные.
Наиболее жёсткое количественное требование является экологическим: системы и средства облегчения запуска должны запустить двигатель при -15 °C в течение двух минут с начала процедуры (некоторые национальные реализации, например исторические правила Великобритании, повторяют это дословно; США требуют запуска без вспомогательных средств при установленной низкой температуре и запаса топлива на 24 часа при шести узлах). Холод резко ослабляет батареи — отраслевые руководства по обслуживанию сообщают о существенной потере пусковой способности в морозных условиях, именно поэтому свинцово-кислотные батареи шлюпок являются периодической причиной неудачных еженедельных испытаний.
Второй анимированный рисунок качественно сравнивает способность к холодному запуску разных электрохимических систем. Расчёт герметичной NiMH пусковой батареи ведётся по току холодного запуска двигателя и длительности проворачивания для двухминутной процедуры (включая свечи накаливания или декомпрессионные средства облегчения, если они установлены), со снижением характеристик при -15 °C и после срока службы, с достаточным напряжением, чтобы контроллер двигателя и стартер оставались включёнными. Две независимые батареи, каждая из которых удовлетворяет этому требованию, выполняют правило резервирования с запасом.
Спасательная шлюпка несёт электрические нагрузки помимо стартера: прожектор, используемый для подъёма людей и сигнализации (с собственными регламентированными дальностью светимости и временем работы), навигационные и внутренние огни, приборы и сигнализацию двигателя, индикацию защищённого спуска и системы отдачи, а часто и контроль спринклерной или воздушной системы на специализированных шлюпках. Они создают умеренную бортовую нагрузку во время спуска и периода выживания, исторически питавшуюся от той же свинцово-кислотной батареи, что запускает двигатель.
Разделение или дополнение бортовой нагрузки герметичной NiMH сервисной батареей защищает пусковую способность — архитектура передовой практики, гарантирующая, что освещение и управление не могут разрядить пусковую батарею, — а герметичная система подходит для закрытого обитаемого пространства, где пролив кислоты и газовыделение нежелательны. Батарея подзаряжается от генератора двигателя во время еженедельного проворачивания и от береговой/шлюпбалочной зарядки при хранении.
Самозажигающиеся огни спасательных кругов, огни спасательных жилетов и другие огни указания положения регулируются особыми пунктами Кодекса ЛСА (например сила света и продолжительность огня жилета) и испытываются согласно пункту 10.4 MSC.81(70); в ЕС их типовое одобрение MED/1.2b прямо применяет испытания MSC.81(70), а не полный комплекс ЭМС EN/IEC 60945. Поскольку эти устройства должны пережить годы хранения и мгновенно сработать без зарядной инфраструктуры, в них применяются долговечные первичные батареи (как правило, литиевые), как и в EPIRB и двусторонних УКВ-радиостанциях спасательных средств, рассмотренных в статье о судовом резерве.
Поэтому герметичный перезаряжаемый NiMH не заменяет предписанные первичные элементы в одноразовых огнях выживших или EPIRB — их многолетнее дежурство без обслуживания является функцией первичной батареи. Вместо этого он обслуживает системы, которые регулярно перезаряжаются как часть оборудования шлюпки: два независимых источника запуска двигателя и бортовые нагрузки, поддерживаемые и испытываемые еженедельно. Чёткое соблюдение этой границы необходимо для типового одобрения и соответствия при освидетельствованиях.
Спасательные шлюпки хранятся на шлюпбалках или в свободнопадающих капсулах, годами подвергаясь солнцу, морозу, солёным брызгам, вибрации судна-носителя и влажности, и должны сработать с первой попытки. СОЛАС III/20 и Кодекс ЛСА требуют еженедельных визуальных и эксплуатационных проверок, включая работу двигателя не менее трёх минут (с должным учётом охлаждения и выхлопа), ежемесячных осмотров и периодического обслуживания сертифицированным персоналом; состояние батарей и зарядных контактов входят в число наиболее частых замечаний, поскольку наливные свинцово-кислотные батареи корродируют, теряют заряд и страдают при экстремальных температурах.
Герметичные пусковые и сервисные NiMH батареи с низким саморазрядом напрямую устраняют этот вид отказов: нет электролита, который испаряется или доливается, минимальны коррозия и газ, высокая сохраняемость заряда между еженедельными проворачиваниями и холодный запуск, выдерживающий зиму. Следующая статья рассчитывает архитектуру двух источников и сравнивает системы; третья отображает квалификацию по MSC.81(70), MED и стандартам батарей, а также режим испытаний на протяжении всего срока службы.
Weijiang Power разрабатывает и производит герметичные никель-металлгидридные элементы и согласованные промышленные батареи для удалённого, автономного и связанного с безопасностью оборудования и поддерживает партнёров OEM файлами характеристик IEC 61951-2, доказательствами безопасности IEC 62133-1, оценкой импульсных нагрузок, испытаниями в широком диапазоне температур и совместной валидацией зарядного устройства и батареи. Сообщите нам ваш рабочий цикл, пиковый ток, температурный диапазон, целевую автономность и стандарты, которым должно соответствовать изделие; наши инженеры подберут комбинацию элемента и батареи, защищающую время работы, надёжность и срок службы. Ознакомьтесь с ассортиментом на странице продукции.
