1. خلفية المشروع

لطالما اعتمدت ناقلة غاز بترولي مسال (LPG) تعمل في المياه الدولية على بوصلة جيروسكوبية ميكانيكية قديمة كجهاز الملاحة الأساسي لديها. وقد كشفت سنوات من التشغيل عن عدة عيوب جوهرية في المعدات الأصلية:

• يتطلب الجيروسكوب الميكانيكي وقتًا طويلًا للتسخين، كما أنه عرضة لأخطاء انحراف الاتجاه الناجمة عن تمايل السفينة وارتفاع أمواج البحر، مما يؤدي إلى عدم استقرار مخرجات الاتجاه.
• لا يُمكنه سوى إخراج بيانات الارتفاعات الفردية، إذ يفتقر إلى معاملات الالتواء والميل والارتفاع ومعدل التغيير في الزاوية، مما يحرم الطاقم من مرجع لوضع الهيكل أثناء تحميل البضائع وتفريغها وخلال الملاحة في الممرات المائية الضيقة قبالة السواحل؛
• يضم التجميع الميكانيكي الكامل للجيروسكوب وحدة رئيسية ضخمة إلى جانب وحدات تحكم ووحدات قيادة داعمة، تشغل معظم المساحة في حجرة الملاحة وتتطلب أسلاكًا كهربائية معقدة. كما أن المعايرة والصيانة الدورية تتطلب إجراءات مرهقة؛
• تتطلب المكوّنات الميكانيكية البالية استبدالًا متكررًا، مع فترات انتظار طويلة لتوفير قطع الغيار. كما أن الصيانة المتكررة على الرصيف ترفع تكاليف التشغيل ولا تفي بمعايير الإشراف العالية على الملاحة التي تُطبَّق على ناقلات المواد الكيميائية الخطرة.

من أجل تحسين دقة الملاحة، وتبسيط صيانة المعدات، وتحقيق التوزيع الأمثل لمساحة المقصورة، اختار مالك السفينة نظام البوصلة الدوّارة بالألياف الضوئية من النوع المجزّأ، الذي طوّرته شركة تشينغداو هويتيتش، ليحلّ بالكامل محل معدات الملاحة الدوّارة الميكانيكية الأصلية، ويُنفّذ الترقية الرقمية لنظام الملاحة في السفينة.

2. تكوين النظام

باتباع تصميم معياري مجزّأ، يتألف البوصلة الدورانية بالألياف الضوئية من تشينغداو هوتيتش من أربع وحدات متكاملة مصممة خصيصًا لبيئة المقصورة الضيقة والمغلقة على متن ناقلات المواد الكيميائية الخطرة:

الوحدة الرئيسية – وحدة الاستشعار بالجيروسكوب الضوئي (غلاف مثمن اللون الأزرق)

يضم المكوّن الأساسي للقياس عناصر حساسة عالية الدقة من الجيروسكوبات الليفية الضوئية. يُحدِّد السهم الاتجاهي المطبوع بدقة خط المرجع الأمامي–الخلفي للسفينة. ويتيح تصميمه الخفيف الوزن والمدمج تركيبًا مرنًا داخل حجرة معدات الملاحة، مما يزيل قيود المساحة الناجمة عن القاعدة الثقيلة الممتصة للصدمات في الجيروسكوبات الميكانيكية التقليدية. كما يوفّر بيانات فورية لست درجات حرية (6-DOF) تشمل الاتجاه، والميل الجانبي، والميل الرأسي، والارتفاع، ومعدل الدوران، ما يعالج بشكل كامل القيد الوظيفي للجيروسكوبات الميكانيكية التي تقدّم فقط معلومات الاتجاه.

وحدة الطاقة / وحدة الخط – خزانات قيادة الإشارة والتحكم بالطاقة (حاويات باللون الأخضر الزيتي)

تدعم وحدات إرسال واستقبال الإشارات ووحدات تعويض الخطوط، وهي متوافقة مع شبكة الأسلاك الملاحية الأصلية للسفينة دون الحاجة إلى إجراء تعديلات واسعة النطاق على دوائر المقصورة. وتوفّر نقلًا مستقرًا لبيانات الوضعية إلى أجهزة التوجيه، ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، ومسجّلات بيانات الرحلة، والرادار، وغيرها من الأجهزة على متن السفينة، مع أداء قوي في مقاومة التشويش، بما يتيح التكيف مع البيئة الكهرومغناطيسية الناتجة عن المحركات والمضخات عالية الطاقة على ناقلات الغاز المسال.

وحدة إمداد طاقة مستقلة مستقرة (غلاف أسود)

مزود طاقة مستقر معزول بجهد 22 فولت مخصص يزوّد نظام البوصلة الدوّارة بالألياف الضوئية بالكامل بشكل مستقل. يُعوّض تقلبات جهد الشبكة على متن السفينة وارتفاعات التيار الكهربائي أثناء تشغيل المعدات وإيقافها، مما يضمن استمرار إخراج بيانات الملاحة دون انقطاع أثناء دخول الموانئ ومغادرتها وعمليات مناولة البضائع، بما يتوافق مع مواصفات مصادر الطاقة المقاومة للانفجار الخاصة بناقلات الغاز الطبيعي المسال.

وحدة المراقبة – محطة عرض باللمس في غرفة القيادة

شاشة لمسية مدمجة مثبتة على حافة لوحة قمرة القيادة، دون أن تشغل مساحةً أساسيةً لعمليات الملاحة. تدعم التبديل بنقرة واحدة بين واجهتي الصينية والإنجليزية، وتعرض بصريًا جميع معلمات الوضعية، وحالة تشغيل المعدات، وإنذارات الأعطال في الوقت الفعلي. يمكن للطاقم إجراء معايرة المعلمات والفحوصات الذاتية للنظام بسهولة، مع عتبة تشغيل أدنى بكثير مقارنةً بإجراءات الضبط المعقدة الخاصة بالجيروسكوبات الميكانيكية القديمة.

3. مزايا التطبيق الأساسي مقارنةً بالبوصلات الدوّارة الميكانيكية التقليدية

1) دقة عالية وانجراف منخفض لتعزيز سلامة الملاحة بشكل كبير لسفن نقل المواد الكيميائية الخطرة

تعاني الجيروسكوبات الميكانيكية التقليدية التي تعتمد على السوائل من انحراف شديد في الاتجاه أثناء الرحلات الطويلة بسبب تقلبات درجات الحرارة واضطرابات البحر. أما جيروسكوب الألياف الضوئية من تشينغداو هوتيتش، فهو لا يحتوي على أجزاء ميكانيكية دوّارة، مما يضمن انعدام التآكل وعدم الحاجة إلى فترة تسخين إلزامية؛ إذ تتوفر بيانات مستقرة للاتجاه وبيانات كاملة للوضع الفراغي فور بدء التشغيل. وعند الملاحة في الموانئ والقنوات الضيقة ومراسي الإرساء، يمكن لطاقم ناقلات الغاز المسال توقع اهتزازات الهيكل استناداً إلى بيانات الانقلاب والميل، وذلك لتفادي مخاطر الملاحة الناجمة عن تأرجح السوائل داخل خزانات الشحن، بما يلبّي المعايير الصارمة للسلامة الخاصة بسفن المواد الكيميائية الخطرة.

2) تخطيط مجزّأ مرن لتعظيم استغلال مساحة المقصورة

تحتل البوصلات الدوّارة الميكانيكية التقليدية الجزء الأكبر من مساحة حجرة الملاحة، نظرًا لأحجامها الكبيرة وقواعد امتصاص الصدمات ووحدات التحكم المتعددة. أما الوحدة الرئيسية للقياس الضوئي ووحدات الطاقة في جيروسكوب الألياف البصرية من هوتِش، فيمكن تركيبها بشكل مركزي في المناطق الفارغة داخل حجرة المعدات، مع الاكتفاء بوضع شاشة لمسية مصغرة في غرفة القيادة. وهذا يوفّر مساحة كبيرة في الحجرة لإجراء ترقيات إضافية في معدات مكافحة الحرائق والمراقبة. ويمكن تركيب المنظومة بأكملها وضبطها وتشغيلها خلال زيارة قصيرة إلى المرفأ، دون الحاجة إلى إجراء أي تعديلات هيكلية على بدن السفينة.

3) إلغاء المعايرة المتكررة لتقليل تكاليف صيانة السفن

تتطلب البوصلات الدوّارة الميكانيكية فكًّا دوريًا لتصحيح الانجراف وتعويض أخطاء السرعة المرتبطة بالعرض الجغرافي، مع إجراءات صيانة معقدة. وبفضل هيكلها الصلب الخالي من الأجزاء الميكانيكية المعرضة للتآكل، تدعم بوصلة هوتِش الضوئية الدوّارة التعويض التلقائي للأخطاء الخلفية دون الحاجة إلى تعديلات يدوية متكررة خلال الرحلات البحرية الطويلة. كما تقلل من وتيرة عمليات الإصلاح في الحوض الجاف والصيانة على الرصيف، مما يحدّ من تكاليف شراء قطع الغيار وتكاليف العمالة بالنسبة لناقلات غاز البترول المسال التي تعمل على المدى الطويل في مناطق بحرية متعددة.

4) إخراج بيانات الوضع الكاملة لضمان التوافق مع أنظمة السفن الذكية الحديثة

بينما تُقدِّم الجيروسكوبات الميكانيكية التقليدية إشارات اتجاه واحدة فقط، يُرسل البوصلة الجيروسكوبية بالألياف الضوئية من هوتِش رسائل متكاملة لحالة الموضع بستة درجات من الحرية، متوافقة مع بروتوكولات NMEA البحرية القياسية. كما يمكنها الارتباط بأنظمة التثبيت الديناميكي المساعدة، ومعدات مراقبة الوضعية الملاحية، وأجهزة مراقبة سلامة وضع خزانات الشحن، مما يتيح رصدًا ذكيًا متكاملًا لملاحة السفينة وحالة الشحن السائل في ناقلات غاز البترول المسال.

5) محطة مرئية ثنائية اللغة لسيناريوهات التشغيل متعدد الطاقم

يأتي محطة اللمس في غرفة القيادة مُحمَّلة مسبقًا بواجهات تشغيل باللغتين الصينية والإنجليزية، مما يتيح تشغيلًا سريعًا لجميع البحّارة المحليين والأجانب. كما توفر التسميات النصية الواضحة للبيانات والإنذارات وقوائم الإعدادات تفاعلًا أكثر بديهية بين الإنسان والآلة مقارنةً بقراءات الأقراص التناظرية في الجيروسكوبات الميكانيكية، ما يقلل إلى أدنى حد أخطاء التفسير البشري.

4. نتائج المشروع

بعد الانتهاء من مشروع الاستبدال والتحديث، حقق ناقلة الغاز المسال ترقية شاملة لنظام الملاحة الخاص بها:

1. تتحسّن دقة الملاحة بشكل كبير مع تقلّص ملحوظ في أخطاء انحراف الاتجاه، مما يرفع معايير السلامة في الملاحة داخل الممرات الضيقة والمياه الساحلية، بما يتوافق مع المتطلبات التنظيمية الخاصة بناقلات المواد الكيميائية الخطرة.
2. يُوفَّر مساحة في حجرة المعدات بفضل تخطيط تركيب منفصل أنيق ومنظم وتمديدات كهربائية انسيابية، بما يتوافق مع معايير مقاومة الانفجار وإدارة النظام والترتيب لمقصورات ناقلات الغاز البترولي المسال؛
3. يتم تقليل عبء الصيانة اليومية إلى حد كبير من خلال إلغاء إجراءات المعايرة الميكانيكية الدورية الإلزامية، مما يسهم بشكل فعّال في خفض التكاليف التشغيلية الإجمالية للسفينة؛
4. يوفر الإخراج المتزامن لبيانات الوضع الكاملة ربطًا بين جميع أجهزة المراقبة الذكية الموجودة على متن السفينة، مما يُعجّل من التحول الرقمي والذكي لنظام الملاحة في السفينة.

5. ملخص المشروع

بفضل مزايا جوهرية تشمل انعدام التآكل الميكانيكي، وإخراج دقيق عالي الاستقرار للاتجاه، وتصميم مجزّأ موفر للمساحة، ومتطلبات صيانة منخفضة، يوفّر البوصلة الدورانية بالألياف الضوئية من النوع المجزّأ من شركة تشينغداو هويتشي حلاً راسخاً وناضجاً لاستبدال البوصلات الدورانية الميكانيكية القديمة على ناقلات غاز البترول المسال. كما يتكيف تماماً مع الظروف الخاصة بالملاحة وتشغيل المقصورة في سفن نقل المواد الكيميائية الخطرة، ويقدّم هذا المنتج بديلاً محلياً موثوقاً لتجديد أنظمة الملاحة في سفن نقل غاز البترول المسال والغاز الطبيعي المسال المحلية.