Sukellusveneet

Minkä arvelette tämän olevan?

Katso liite: 123842

No sehän on hiilidioksidipoistolaite, jonka Stockton Rush suunnitteli Titan-sukellusveneeseen. Oceangaten pääinsinööri yritti taivutella Rushia pitkään laittamaan tilalle paremman laitteen, mutta Rushin mielestä tuo oli ihan hyvä. Jossain välissä sitten viimein suostui vaihtamaan sen vähän ammattimaisempaan ratkaisuun.

Amerikan rannikkovartioston tutkinnan loppuraportti Oceangaten Titan-sukellusveneen tuhoutumisesta on julkaistu. Plarailin sitä läpi, ja melkoista settiähän sieltä paljastui. Voi olla että jotkut muut vastuulliset ehkä jälkikäteen tuuppasivat syytä Rushin niskaan, mutta jo henkilöstön valtava vaihtuvuus kertoo kelvottomasta työkulttuurista. Joitain namupaloja:

-Titanin ensimmäinen versio valmistui 2018. Testitankeissa 1/3 -mallit eivät olleet kestäneet kovin hyvin, lähinnä hiilikuidun valmistusvikojen vuoksi. Laitetta testattiin Bahamalla 2018 ja 2019 aina neljään kilometriin asti, mutta insinöörit olivat huolissaan Rushin suunnitteleman akustisen valvontasysteemin (RTM) tallentamista äänistä. Runko siis 'rutisi' paineen alla, ja välistä mukanaolijat kuulivat näitä itsekin. 2019 sukellusveneen ohjaaja huomasi esitarkistuksessa halkeaman hiilikuiturungossa. Rush halusi hioa halkeaman pois ja jatkaa sukelluksia julkisuuskuvan vuoksi, mutta muut ei suostuneet. Painerunkoa kokeiltiin kammiossa 3700 metriin asti, ja pääteltiin ettei rungolla uskalleta sukeltaa 3 kilsaa syvemmälle, joten Titanicille sillä ei päästäisi.

-Tämän jälkeen teetettiin uusi runko. Titaaniset päättörenkaat haluttiin säilyttää, koska ne oli kalliita, joten ne hiottiin irti vanhasta rungosta ja liimasta. Hiomaprosessi jätti niihin rumat jäljet jotka mahdollisesti heikensi niiden liitosta uuteen runkoon. Näitäkään renkaita ei teetetty vahvimmasta saatavilla olevasta titaanista, kun rahaa piti säästää.

-Titanin ikkuna. Tästä liikkui julkisuudessa vähän harhaanjohtavaa tietoa. Sukellusalusten akryyli-ikkunoille hyväksytyt standardit koskevat joko levymäistä tai pallomaista ikkunaa. Oceangate tilasi ikkunan jossa oli pallomainen ulkopinta, ja suora sisäpinta. Tämä siksi että optiset vääristymät vähenisivät.

Katso liite: 123843

Tällaiselle ikkunalle ei ollut olemassa hyväksyttyjä varmuuskertoimia, ja testaaminen olisi kestänyt vuosia. Niinpä valmistaja suostui luokittelemaan sen vain niinkuin suoran levymäisen ikkunan, eli 650 metriin. Tätä ikkunaa käytettiin ensimmäisessä Titanissa, mutta rungon purkamisen yhteydessä joku mämmikoura pudotti sen, eikä sitä uskallettu enää käyttää. Toiselta firmalta tilattiin uusi ikkuna, joka tehtiin ns. taiteen sääntöjen mukaan, mutta Oceangate ei maksanut ekstraa sen virallisesta hyväksymisestä. Ikkunan jäänteitä ei löydetty romun seasta ollenkaan, joten ilmeisesti se irtosi ulospäin enemmän tai vähemmän kokonaisena ja hautautui mutaan.

-Rushin kehittelemä akustinen 'reaaliaikainen valvontajärjestelmä' (RTM): tästä oli itse asiassa jonkun verran hyötyä jälkikäteen rungon väsymisen mittaamisessa. Rush oli kuitenkin itse asettanut kynnysarvot, eikä avannut niiden logiikkaa kellekään, joten siitä ei ollut mitään hyötyä rungon reaaliaikaisessa seurannassa tai miehistön varoittamisessa. Lisäksi jossain vaiheessa osa sensoreista lakkasi toimimasta, eikä niitä koskaan korjattu. Kakkos-Titanin sisärunkoa ei ilmeisesti poistettu kertaakaan valmistumisen jälkeen, joten jos painerunkoon tuli jotain vaurioita sisälle (vrt. edellinen runko) niin niitä ei havaittu.

-Uutta Titania kokeiltiin painekammiossa neljään kilometriin, mutta merellä vain 170 metriin ennen kaupallisten sukellusten aloittamista 2021. Moni sukellus meni pieleen laitteisto-ongelmien tai sään vuoksi. Kuudesti päästiin Titanicille, mutta näistä ensimmäisellä kerralla hylkyä ei löydetty. Titanin sonarin kantama oli alle 100 metriä. Kommunikaatio tehtiin epäluotettavalla tekstiviestijärjestelmällä, koska akustinen vedenalainen puhelin olisi maksanut liikaa.

-2021 kauden jälkeen Titan kiersi ympäri Amerikkaa kuorma-auton kyydissä esittelytapahtumissa. Aluksen huoltoon seuraavaa kautta varten jäi vain 8 viikkoa.

-2022 tehtiin 7 onnistunutta sukellusta Titanicille, ja yksi biologinen tutkimusretki. Näistä neljännellä kuului voimakas pamaus kun alus oli jo lähestymässä pintaa. Oceangaten pääjehut selittivät että Titanin sisärunko oli vain liikahtanut hiukan. Jälkikäteen analysoidussa datassa kuitenkin näkyy, että rungon käytös paineen alla selvästi muuttui seuraavilla sukelluksilla.

-yksi työntekijä nosti pamauksesta kissan pöydälle Oceangaten hallintopäällikön kanssa. Tästä hyvästä hän sai potkut, ja alentuvan luennon siitä miten hänellä on huono asenne koko hommaan, eikä ole riittävän cowboy-tyyppi rankkaan tutkimusmatkailuun.

-Kauden -22 jälkeen Titania ei tarkastettu ollenkaan vaan se jätettiin Newfoundlandilaisen satamaoperaattorin parkkipaikalle ilman suojaa. Lopulta paikkaa pyörittävä firma itse kysyi Oceangatelta, eikö uppopaattinne päälle laiteta edes pressua? Ei vastausta. Titan vietti koko Kanadan talven taivasalla.

-Monien epäonnistuneiden sukellusten ja vastoinkäymisten vuoksi firma oli 2023 niin P.A, että työntekijöitä pyydettiin unohtamaan palkanmaksu toistaiseksi.

-Seuraavalle sukelluskaudelle oli varaa vuokrata vain pienempi tukialus. Aikaisemmin Titan ja sen telakka olivat olleet laivan kannella, mutta nyt ne piti hinata perässä kaapelilla. Titan rynkytti aallokossa telakkaansa vastaan, kaapeli sotkeutui potkureihin, huolto oli melkein mahdotonta...mukana olleet matkustajat kuvailivat, että Oceangaten henkilökunta vaikutti harrastelijamaiselta ja kokemattomalta. Kaikki sukellusyritykset menivät myttyyn huonon sään tai teknisten vaikeuksien vuoksi, ja kesäkuun alussa Rushin kuultiin sanovan että kohta on saatava onnistunut sukellus, vaikka henki menisi.

-tutkimus tuli siihen tulokseen, että hiilikuiturungon laminaattikerrokset olivat jostain kohtaa irronneet kesän 2022 'pamauksessa'. Huono ylläpito saattoi pahentaa asiaa. Noin 3350 metrin syyvydessä joko titaanirenkaiden liimaus, tai runko itse petti katastrofaalisesti.
Netflix Titan-dokumentti oli ihan hyvä.
 
Ohessa 1,5 v takaa linkki Rakenteiden mekaniikan lehdessä julkaistuun Teknilliseen selvitykseen (Technical notes) , jossa käsitellään Titan:n onnettomuutta sekä kerrotaan muista vastaavista syväsukellukseen kykenevistä aluksista. Selvityksessä on hyvin valotettu rakenteellisia ongelmia kuitulujitteisista rakenteista, liimaliitoksesta ja sen varmistamisesta, kahden tai useamman materiaalin liittämisestä, testauksesta jne.

https://rakenteidenmekaniikka.journal.fi/article/view/138288

Kirjoittajan suomalainen isä (suomalainen insinöörikoulutus pohjalla) on ollut suunnittelemassa ensimmäistä kaupallisen liikenteen kuitulujitteita paljon kantavissa rakenteissa käyttämää Boeing 767 lentokonetta (1982).

Lukemisen arvoinen artikkeli teollisuustaloustieteilijän kirjoittamaksi, mutta hieman ehkä vaatii lujuusopin ja mekaniikan ymmärrystä, joten helppoa lukukokemusta haluaville löytynee ehkä videoita tms kiinnostavaa aiheesta.
Ihan mielenkiintoinen artikkeli, mutta ei tuossa kyllä sukelleta mitenkään syvälle lujuusoppiin. Kirjoittaja käyttää erikoisia yksikköjä (ft, lämpötila "degrees" ilman mainintaa yksiköstä) ollakseen suomalaisessa julkaisussa.

Ainakaan tässä:

The first airliner to use significant parts was the Boeing 767 back in 1982. My father
happened to be a lead structural airframe engineer at Boeing (with his lowly bachelor’s degree from
Finland). He related that early planes operated by United Airlines were returned to the factory to
have carbon fiber flaps replaced with the traditional aluminum.

ei mielestäni kerrota, että kuitulujitteita olisi käytetty paljon kantavissa osissa tai suoraan sanottu, että mainittu isä olisi millään tavalla osallistunut 767 suunnitteluun.

Komposiitteja käytettiin kaiketi lähinnä ohjainpinnoissa ja vähän kuormittuvissa osissa. Aiheesta tekstiä vuodelta 1980:
As part of the development program, representative advanced composite components were selected, designed, fabricated, and tested. The representative components, which were limited to secondary structure, included parts such as elevators, rudders, ailerons and spoilers. All these parts are presently committed to production as graphite structure on the 767. The original predictions were conservative in that they did not foresee the development and applications of a hybrid composite of graphite and Kevlar which have been effectively applied to the lesser loaded areas of the airplane structure. As the designers became more familiar with composite design techniques the components became increasingly cost and weight effective. New applications were continually being proposed and the number of committed applications grew, including a significant amount of systems and interiors applications.

Although the 767 is primarily an aluminum airplane the committing of significant amounts of composite materials to the initial production is a significant milestone to the time when a future commercial transport will be primarily an all composite airplane.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/B9781483283708501157

Titanic makaa n 3800 m syvyydessä joten siellä on n 380 bar paine. Tämä ei olisi kovinkaan paha sisäpuolisena paineena. Aikaisemmin osa teräksisistä kaasusäiliöistä toimitettiin 300 bar paineessa (jostakin syystä nykyisin 200 bar). Myös esim 600 bar hiilikuitusäiliöitä on saatavilla.

Ulkopuolinen paine on paljon pahempi kestettävä kuin sisäpuolinen. Sisäpuolinen paine pyrkii levittämään lieriömäisen säiliön poikkileikkauksen ympyrän muotoiseksi. Ulkopuolinen paine taas pyrkii tekemään lommahdusta vastaavan tilanteen. Seinämän materiaali kokee puristusjännitystä. Mikäli seinämän geometria poikkeaa täydellisestä tai materiaalin ominaisuudet eivät ole täysin homogeeniset (tai tietyllä tavalla symmetriset), seinämä kokee myös taivutusjännitystä joka pyrkiin litistämään säiliön. Kun paine aiheuttaa seinämään muodonmuutosta, geometrian muuttuminen voimistaa taivutusjännitystä (positiivinen takaisinkytkentä).

Innokkaat kotikokeilijat voivat kokeilla lommahdusta (ulkopuolinen paine) ja vetojännitystä (sisäinen paine) esim viivoittimella. Kestääkö viivoitin vetoa vai puristusta enemmän ennen muodonmuutosta? Lujitemateriaalien puristuskestävyyttä taas voi kokeilla vaikka langalla. Vastustaako lanka paljon työntämistä? Komposiitissa toki on sidosaineen takia hiukan erilainen tilanne, mutta kuidut ovat parhaimillaan vedossa.

Titanissa oli poksahdushetkellä kyydissä kaiketi kaksi miljardööriä. Olisivat voineet maksaa esim 100 k$ jollekin lujuus-/rakennetekniikan asiantuntijalle Titanin rakenteiden auditoinnista ennen sukellusta. Tällöin saattaisivat olla vielä hengissä. Joku asiakashan oli aiemmin luopunutkin sukelluksesta turvallisuusasioiden takia.
 
Podcastissa tarinaa Rauma-Repolan sukellusvenehankkeesta ja siitä, kuinka CIA sitten torppasi tuon ainutlaatuisen valmistustekniikan hyödyntämisen.

Ennen kauppoja oli kysytty amerikkalaisten kantaa tuollaisten valmistamiselle neukuille, ja lupa myönnettiin vähän naureskellen ajatuksella, että pari ryssää vähemmän sitten kun koesukelluksia tehdään.

Suomalainen hävittäjälentäjä Pekka Laakso komensi venettä koesukelluksella. Jysähti pohjaan ja upposi liejuun, eikä moottorit suostu käynnistymään. Vene ei siis suostunut nousemaan. Siinä olisi ehkä heikkohermoisemmalle tullut kirjopyykkiä yli kuuden kilometrin syvyydessä :rolleyes:


Kuuntele Yle Areenassa:


Se paja joka nuo titaanipallon puolikkaat pystyi valamaan se taitaa olla vieläkin olemassa. Joten tilausta vetämään jos on tarvetta.
Joskus tarinoin yhden vanhan konemestarin kanssa joka oli ekalla sukellusmatkalla. Tekivät koesukelluksen Ahvenanmaan länsipuolella jossa on se 300m syvänne. Oli huima tilanne kun saivat pallon sinne alas niin tukialuksella syttyi tulipalo.
Olivat menossa jo rantaan kunnes joku huomautti että meillä on pallo alhaalla…
 
Viimeksi muokattu:
Back
Top