FLIP osztály
„A rendszeresen felforduló hajó”
Tervezés:
A Föld teljes területének 68,5%-át borítja sós víz, a tengerekről és óceánokról mégis igen keveset tudunk. Ez különösen igaz a felszín alatt végbemenő folyamatokra: áramlatokra, a víz alatti rétegekre és hőmérséklet-különbségekre, noha ezek meghatározóak az élővilág, a hajózás és végső soron az egész emberiség számára.
Ezen természeti rendszerek kutatását elsősorban maga az óceán jellege gátolja: a nyíltvízi területek kutatásához ugyanis kettős célú, mozgatható járművekre van szükség. A feladatra szánt platformnak rendkívül nagynak kell lennie, mivel a legénységi tér, ellátmány és műszerek mellett szükség van egy mélyen a vízbe süllyeszthető részre is, ám egy ilyen szerkezet csak nagy nehézségek árán mozgatható (hasonlóan az úszó fúrótorony célterületre szállításához).
Ebben a helyzetben logikus megoldásnak tűnt egy olyan jármű megalkotása, amely egyszerre hajó és kutatóállomás: menet közben úszik, a kutatás időtartama alatt viszont mélyen a vízbe süllyedve egy helyben várakozik, ezáltal kiküszöbölik a kéteszközös megoldást, ahol az egyik elem mindig tétlenségre van kárhoztatva.
Egy efféle hajó megalkotása komoly mérnöki teljesítményt és jelentős forrásokat igényelt, a hidegháború alatt azonban ténylegesen létrehoztak egy ilyen egyedi hajótípust. A program az Amerikai Egyesült Államokban működő, nagy múltú Scripps Institution of Oceanography (angol; Scripps oceanográfiai intézet), a United States Office of Naval Research (angol; az Amerikai Egyesült Államok haditengerészeti kutatóirodája) és a Glosten Associates magáncég összefogásából született.
A Scripps intézet biztosította az oceanográfusokat, a haditengerészet a tervezőmérnököket, a Glosten Associates pedig a szükséges tőke egy részét. Az e házasságból létrejött, egytagú FLIP (angol; feldob, csettint, fricskáz, stb.) osztályt elsősorban a tenger alatti hőmérséklet-változások és az akusztikai (hang) hullámok terjedésének tanulmányozására hozták létre, a haditengerészet viszont az UUM-44 „SUBROC” tengeralattjáró-elhárító rakéta fejlesztéséhez kívánt általa adatokat szerezni.
A program 1960-ban kezdődött, a kész hajót kevesebb, mint két évvel később bocsátották vízre. A hajó teljes neve R/P FLIP volt: a kutatóhajók neve előtti „R/V” jelzés az angol research vessel, azaz kutatóhajó rövidítést jelöli - a FLIP azért kapta az „R/P” kódot, mert valójában egy kutatási platform volt, nem pedig valódi hajó. A típus neve (a FLIP) maga is egy rövidítés: ez a FLoating Instrument Platform-ot (angol; lebegő mérőeszköz platformot) takarta.
Konstrukció:
A FLIP egyesíti magában a tengeri kutatóállomást és a tengerjáró hajót, ezért teljesen egyedi felépítésű törzset kapott. Maga a hajótest két szekcióból áll. A FLIP első része hagyományos hajónak tűnik csónak alakú testtel és felépítménnyel, mögötte viszont egy minimális átmérőjű, hosszú henger található.
A hajó teljes hossza 108 méter, merülése mozgás közben mégsem éri el a 4 métert, ami tengeri hajóknál (különösen a rendkívül hosszú test tükrében) abszolút egyedi (egy hasonló hosszal rendelkező hajónál ez általában 10-15 méter, igaz, a FLIP 700 tonnás tömege is lényegesen kisebb az azonos méretű hajókénak).
A törzs hátsó részének keresztmetszete nem állandó: egy borosüvegre hasonlít - az orr mögött egy keskeny, nyakszerű rész található, majd egy fokozatosan szélesedő, csonkakúp-szerű elem, míg a test hátsó kb. 40%-a nagyobb átmérőjű hengert formáz. A test első részét és a mögötte található kompresszort leszámítva a FLIP teste üres és a központi szekcióban is csak a kompresszor és beton ballaszttartályok kaptak helyet (utóbbiak arra szolgálnak, hogy átálláskor a hajó a megfelelő irányba dőljön).
A platform-hajó összesen három erőforrással rendelkezik: ebből kettő 200 lóerős dízel generátor, a harmadik egy 54 lóerős tartalék motor. A FLIP különlegessége, hogy egyik motorja sem a meghajtást szolgálja - ahogy fentebb is szerepel, ez gyakorlatilag csak egy úszó platform, irányított mozgásra nem képes.
Ez tudatos tervezés eredménye: a hajócsavarok által keltett hullámok ugyanis befolyásolnák az érzékeny műszerek által mért adatokat. A mozgásképtelen járművet ezért vontatóhajóval juttatják a célterületre: a vontatási sebesség 7-10 csomó, azaz 13-19 km/h.
A FLIP leglátványosabb képessége az átállás hajóból kutatóállomássá: a jármű képes vízszintes helyzetből függőlegesbe fordulni. A hajó az átfordulás előtt lehorgonyoz, megakadályozva azt, hogy az áramlás elsodorja a kutatási területről, majd a törzs hátsó szekciójának szelepeit megnyitják, melyet így eláraszt a víz. A tat fokozatosan a víz alá merül, de mivel az orr-rész felhajtóereje továbbra is nagyobb, mint a tömege, az nem süllyed el (ahogy az fentebb is olvasható, a stabilitást a betonelemek biztosítják).
A folyamat első szakaszában a FLIP nagy része víz alá kerül és egy süllyedő hajó látszatát kelti, azonban az idő előrehaladtával (ahogy a tatból kiszorul a levegő), a típus fokozatosan kiemelkedik és függőleges helyzetbe áll: ez a folyamat kevesebb, mint fél órát vesz igénybe.
Vertikális helyzetben csak a felső kb. 17 méter áll ki a vízből, a törzs többi része (kb. 91 méter) a víz alá kerül. A jármű vízszintesbe állításakor a folyamat fordítva játszódik le: kompresszorokkal kiszorítják a hajóból a vizet, amely így (a kisméretű, hidraulikus propellerek támogatásával) teljesen a felszínre emelkedik.
A függőleges helyzetben óriási bójára hasonlító FLIP egy feltöltéssel általában fél-egy hónapon át üzemel a tengeren, 1991-ben egy alkalommal azonban 62 napon át működött. A hajó belső terének sajátosságaival és a hordozott műszerekkel a következő bekezdés foglalkozik (kutatóhajóként - természetesen - a FLIP nem hordoz fegyvereket).
Szolgálatban:
Az 1962. június 22-én vízre bocsátott FLIP komoly előrelépést jelentett az óceán-kutatásban. A Scripps intézet korábban erre a feladatra átalakított második világháborús tengeralattjárót használt (a USS Baya-t), de ez kompromisszumos megoldás volt: a szűkös kapacitású, kutatásra csak korlátozottan alkalmas tengeralattjárót ugyanis nem arra tervezték, hogy hosszú időn át egy helyben lebegjen.
Ezzel szemben a FLIP - különleges kialakításának köszönhetően - kiválóan megfelelt a feladatra. A stabil platformot úgy tervezték, hogy minimalizálják a hajó csavarodását, kialakításának köszönhetően függőleges kitérése még 10 méter magas hullámok esetén sem haladja meg az 1 métert, ráadásul a testet akusztikailag a lehetős legcsendesebbre tervezték, hogy ne befolyásolja a mért értékeket.
A FLIP a különböző kutatásokhoz számos mérőeszközt vihet magával: ezeket el lehet helyezni a jármű árbocán, a víz feletti szekcióján, valamint a víz fölé kihajtható konzolokon. A műszerek között található infravörös hőképalkotó, mikrohullámú érzékelők, szkatterométer (a tenger felszínén fújó szél nagyságának és irányának mérésére), áramlásmérők és magasságmérő. A FLIP-ből emellett kiengedhető többek között egy doppler szonár és egy termisztor (utóbbi a hőmérséklet-változás mérésére szolgál).
A felszíni kutatás mellett az eszközök egy része a törzs víz alatti részén (0-91 méter mélységben) kapott helyet (pl.: a víz alatti mikrofonok), de a mélyvízi kutatásokhoz a hajótestről egy műszerekkel felszerelt, maximum 3 km-es mélységbe leérő huzal is kiengedhető.
A mérésekhez relatív nagyszámú legénységre is szükség van: a FLIP-en egyszerre 16 fő tartózkodhat, közülük 10 fő kutató, míg hatan a hajó üzemben tartásáért felelnek. A hajó 90 fokkal történő elfordulása miatt a legénységi szállásokat is át kellett alakítani. Egyes használati tárgyat úgy alakították ki, hogy két oldalról is használni lehessen, míg másokat el lehet fordítani (ez az ágyaknál kézzel történik, a hűtő és a konyhaszekrény viszont eleve egy elforduló tengelyhez csatlakozik).
Néhány kulcsfontosságú, nem mozgatható objektumokból (pl.: az ajtókból és a mosdókból) kettőt építettek be, melyből mindig egyet (az adott helyzetnek megfelelőt) használnak. A fordulást követően átalakul a hajó elrendezése is: a korábbi magas felső falakból 4 nyitott, terasz-szerű nyitott emelet lesz. A FLIP osztályának egyetlen járműve és világviszonylatban is az egyetlen, 90 fokkal elfordulni képes hajó.
E járművel számos oceanográfiai kutatást végeztek: a vízben terjedő hő és hullámzás sajátosságai mellett a víz és az atmoszféra hőcseréjét, valamint vízi emlősök (elsősorban bálnák) kommunikációját tanulmányozták.
Képességének köszönhetően a FLIP évtizedeken át szolgálta a tudományt, 1995-ben pedig egy kiterjedt, 2 millió dolláros modernizációs programon esett át. Ennek keretében kijavították a test hibáit és növelték a hajó megbízhatóságát, valamint kisebb átalakításokat végeztek, hogy a típus megfeleljen az akkori jogszabályi követelményeknek.
Természetesen e nagyjavítás mellett a FLIP-et rendszeresen ellenőrzik: néhány évente szárazdokkba vontatják átvizsgálás céljából (ez történt 2006-ban, 2010-ben és 2013-ban).
A FLIP 50 évnyi szolgálat után, 2013. június 30-án, ünnepélyes keretek között teljesítette 381-edik átfordulását, majd visszatért a feladatához, amelyet a mai napig ellát (a típust egyedi képessége miatt sem a modernebb kutatóhajók, sem a FLIP-hez hasonlóan vontatott, de átfordulni nem képes R/P ORB kutató platform nem tudta leváltani).
Műszaki adatok:
Név: FLIP osztály
Típus: úszó laboratórium (függőleges helyzetbe fordulni képes, de önálló mozgásra képtelen úszó platform)
Gyártó: Gunderson Brothers Engineering (Oregon)
Rendszerbe állítás éve: 1962
Fizikai jellemzők:
Vízkiszorítás: 700 t
Hossz: 108 m
Szélesség: 7,93 m
Merülés: 3,84 m (függőleges helyzetben 91,4 méter)
Hajtómű: 2 db, egyenként 200 lóerős (dízel generátor), 1 db 54 lóerős segéd-generátor (egyik sem a hajtást szolgálja)
Legénység: 6 fő (+ max. 10 kutató)
Fegyverzet:
Elsődleges fegyverzet: nincs
Kiegészítő fegyverzet: nincs
Teljesítmények:
Végsebesség: önálló mozgásra képtelen, vontatáskor 10 csomó (19 km/h)
Hatótávolság: önálló mozgásra képtelen