Påfylling på gang - Underway replenishment

RFA Wave Knight (til venstre) gjennomfører en RAS med HMS  Ark Royal , 2010.

Påfyll på sjøen ( RAS ) ( North Atlantic Treaty Organization / Commonwealth of Nations ) eller påfylling ( UNREP ) ( US Navy ) er en metode for å overføre drivstoff, ammunisjon og lagre fra et skip til et annet mens det pågår . Den ble først utviklet på begynnelsen av 1900 -tallet og ble brukt mye av den amerikanske marinen som en logistikkstøtte teknikk i Stillehavsteatret under andre verdenskrig, noe som tillot amerikanske operatørstyrker å forbli til sjøs på ubestemt tid.

Historie

Konsept

Tidlig skip som leverte til sjøs, for eksempel et forsøk med HMS Captain i 1870, var tregt og ofte farlig.

Før påfylling var i gang, var kullstasjoner den eneste måten å fylle drivstoff på skip langt hjemmefra. The Royal Navy hadde en enestående global logistikk nettverk av kull stasjoner og verdens største collier flåte. Denne evnen tillot marinen å projisere sjøkraft rundt om i verden og langt fra hjemhavner. Dette hadde to ulemper: infrastrukturen var sårbar for avbrudd eller angrep, og bruken av den introduserte et forutsigbart mønster for marineoperasjoner som en fiende kunne utnytte.

Tidlige forsøk på å fylle bensin og fylle på sjøen hadde blitt gjort allerede i 1870, da HMS -kaptein for Kanalskvadronen ble forsynt med kull med en hastighet på fem tonn i timen. Farten var for lav til å være praktisk mulig, og det var nødvendig med rolig vær for å holde naboskipene sammen.

Løytnant Robert Lowry var den første som foreslo bruk av omfattende påfyllingsteknikker i gang i et papir fra 1883 til Royal United Services Institute . Han hevdet at et vellykket system ville gi en minimumshastighet på 20 tonn i timen mens skipene opprettholder en hastighet på fem knop. Hans forslag var at overføring skulle skje gjennom vanntette kullbærere suspendert fra en kabel mellom de to skipene.

Selv om konseptet hans ble avvist av admiralitetet , ble fordelene ved et slikt system åpenbart for strateger på begge sider av Atlanterhavet . Over 20 innsendinger ble sendt til RN mellom 1888 og 1890 alene.

Første forsøk

Skjematisk for en Temperley -transportør , en kran for å ha tung last, og brukt i tidlige UR -forsøk i 1898.

Det viktigste tekniske problemet var å sikre en konstant avstand mellom de to skipene gjennom prosessen. Ifølge en rapport fra The Times hadde en fransk collier vært i stand til å forsyne to krigsskip med 200 tonn kull med en hastighet på seks knop ved hjelp av en Temperley -transportør i 1898.

Den amerikanske marinen ble også interessert i potensialet for påfyll. Manglet en lignende collierflåte og nettverk av kullstasjoner, og startet en stor marineutvidelse, begynte marinen å utføre eksperimenter i 1899 med et system utarbeidet av Spencer Miller og Lidgerwood Manufacturing Company i New York. Enheten hans holdt en kabel suspendert mellom de to skipene stramt, med en hurtigkobling som kunne bevege seg opp og nedover linjen ved bruk av en vinsj. Den første testen av enheten involverte collier Marcellus og slagskipet Massachusetts .

RN begynte på mer omfattende forsøk i 1901, og oppnådde en hastighet på 19 tonn i timen. For å oppfylle kravet om en hastighet på minst 40 tonn i timen, implementerte Miller en rekke forbedringer, for eksempel å forbedre vedlikehold av spenningen i kabelen, slik at tyngre belastninger kan støttes.

Forsøk på Metcalfe -systemet i 1902 mellom slagskipet HMS Trafalgar og collier.

Miller samarbeidet også med British Temperley Company og produserte en forbedret versjon, kjent som Temperley-Miller-systemet. RN -forsøk med dette nye systemet i 1902 oppnådde en enestående gjennomsnittshastighet på 47 tonn i timen og en topphastighet på 60 tonn per time. The Thames Ironworks og skipsbygging selskapet også patentert sin "Express utstyr", som leverte forsyninger til bred av skipet, i stedet for fra akter . Selskapet tilbød systemet til admiralitetet og hevdet at det hadde oppnådd en hastighet på 150 tonn i timen, men tilbudet ble avslått.

En Royal Navy -ingeniør, Metcalf, foreslo et alternativt system i 1903, hvor to kabler ble brukt, og kabelspenningen ble opprettholdt ved bruk av en dampramme . Prøver ble avholdt i 1903, som viste en optimal driftshastighet på 10 knop med en overføringshastighet på 54 tph. Selv om det var et overlegen system og møtte en formell påtegning fra admiralitetet , er det lite bevis på at slikt utstyr ble brukt av noen marine. I mai 1905 testet den amerikanske marinen en forbedret Miller-Lidgerwood-rigg ved hjelp av Marcellus og slagskipet Illinois nær Cape Henry . Disse kulltestene oppnådde 35 tph mens de dampet på syv knop, noe som ikke levde opp til forventningene.

Ingen av disse kullsystemene nærmet seg overføringshastighetene som kreves for å gjøre RAS praktisk mulig, med tanke på at et slagskip krevde over 2000 tonn og en liten ødelegger krevde 200. Som et resultat kan det ta 60 timer eller mer å fylle drivstoff på et slagskip, med begge fartøyene dampende på fem knop, i løpet av denne tiden var begge sårbare for angrep.

Prøver med olje

Med overgangen til olje som hoveddrivstoff for skip til sjøs, ble påfylling på gang praktisk mulig siden væske kunne pumpes kontinuerlig, noe som medførte færre problemer enn overføring av faste stoffer.

I januar 1906 utførte Royal Navy eksperimenter med overføringer mellom oljeskiperen Petroleum og slagskipet Victorious . Oljemaskinen ble tauet 180 fot bak Victorious ved å bruke et 170 mm ståltau. Tjuesju lengder på 6,1 m lange slange ble deretter koblet mellom skipene. Det ble utført eksperimenter med både bronse- og stålslange festet til en tre-tommers wire jackstay , med en annen wire brukt som en travel jackstay for slangen. Siden Victorious ble kullfyrt, ble det pumpet vann i stedet for olje mellom de to fartøyene. Forsøket fant at en overføringshastighet på 115 tonn i timen kunne oppnås med fartøyene som kjørte i hastigheter opp til 12 knop i fint vær. Rettssaken fant at det tok fem timer å føre slangene fra Petroleum til Victorious , inkludert en times matpause, og det tok tre timer å returnere slangene til oljesmøren. Forsøket fant at oljemaskinens påfyllingsmekanisme hadde en tendens til å bryte på grunn av det høye pumpetrykket som kreves.

Som et resultat av denne rettssaken var oljeskiperen Burma , som ble lansert i 1911, den første oljemaskinen som ble konstruert etter ordre fra admiralitetet og var designet for å forsyne ødeleggerne med olje til sjøs så vel som ved siden av i havnen. I august og september 1911 gjennomførte Burma tanking ved sjøforsøk i Portland med ødeleggerne HMS  Mohawk , da 117 tonn ble overført, med HMS  Swift , da 270 tonn ble overført, og med HMS  Amazon , da 105 tonn ble overført. Astern tanking ble igjen brukt, denne gangen ved å bruke en slange som gikk på treruller som var suspendert i stigbøyler fra en jackstay. En senere forbedring var bruken av en flytende gummislange som havnet i sjøen mellom de to skipene. Til tross for at det viste seg at konseptet var levedyktig, rapporterte C-in-C Home Fleet at "bruk av tankskip for oljing av destroyere til sjøs var usannsynlig å være til tjeneste, og at ytterligere forsøk var unødvendige". Som et resultat foretrakk Royal Navy å fortsette å bruke drivstoff ved siden av i havnen, fremfor til sjøs frem til andre verdenskrig.

Driftsbruk

Den USS Maumee (AO-2) oiler oppnådd den første operasjons UR i 1917.

I 1916 designet og administrerte Chester Nimitz , administrerende direktør og sjefingeniør for USAs marineolje USS Maumee , et tank- system for kjøring på baksiden mens skipet var stasjonert på Cuba, med bistand fra GB Davis, Matt Higgins og løytnant FM Perkins. Systemet hadde skipsbommer som støtter gummislanger mellom oljemaskinen og den mottakende ødeleggeren. Det anvendte systemet 10 i (250 mm) tauing trosse , to 6 tommer (150 mm) brystliner for å hindre brudd av fylleslangen mellom de to fartøyer, og 50 fot (15 m) lengder på 4 i (100 mm) drivstoffslange i gummi. En pumpe ble brukt for å fremskynde overføringen av drivstoff.

Etter krigserklæringen, 6. april 1917, ble USS Maumee tildelt tanking på sjøen av ødeleggerne som ble sendt til Storbritannia . Maumee var stasjonert omtrent 30 mil sør for Grønland og var klar til å sende den andre gruppen på seks amerikanske skip da de stengte henne 28. mai 1917. Etter denne første utplasseringen overførte hun drivstoff til 34 destroyere i løpet av en tre- måneders periode. Disse drivstoffoverføringene ble utført med bare en 12 fot avstand mellom de bevegelige skipene. Med drivstoffet til disse ødeleggerne, var Maumee banebrytende for marinens påfyllingsoperasjoner, og etablerte dermed et mønster av mobil logistisk støtte som ville gjøre marinen i stand til å beholde sine flåter til sjøs i lengre perioder, med et langt større område uavhengig av bruk av en vennlig havn.

Mens de fleste marinene i mellomkrigstiden drev drivstoffpåfylling av destroyere og andre små fartøyer enten ved siden av eller med aktermetoden, var det den konvensjonelle visdommen at større krigsskip verken kunne tankes bak eller trygt tankes ved siden av, inntil en serie tester utført av nå-kontreadmiral Nimitz i 1939–40 perfeksjonerte riggene og skipshåndteringen som gjorde det mulig å fylle bensin på alle størrelser.

Personal overført fra USS  Rankin med highline, 1960.

Dette ble mye brukt som en logistikkstøtte teknikk i Stillehavsteatret under andre verdenskrig , noe som tillot amerikanske operatørstyrker å forbli til sjøs på ubestemt tid. Siden den tillot utvidet rekkevidde og slående evne til marine innsatsstyrker, ble teknikken klassifisert slik at fiendtlige nasjoner ikke kunne kopiere den.

På 1950- og 1960-tallet utviklet den amerikanske marinen et forsyningsskip med flere produkter som kunne levere drivstoff, ammunisjon og butikker underveis. Disse skipene så introduksjonen av et overføringssystem ved hjelp av en strammerstrammer som holder høylinjen mellom skipene strammet, noe som muliggjør jevn overføring, samt å ta hensyn til enhver bevegelse av skipene. Over tid utviklet denne metoden seg til Standard Tensioned Replenishment Alongside Method (STREAM). Den amerikanske marinen bruker også spanwire-riggen, bye close-in riggen og spanline riggen for å overføre. STREAM -riggen foretrekkes fremfor andre tilkoblede påfyllingsmetoder, siden den tillater større separasjon mellom skipene.

Tyskland brukte spesialiserte ubåter (såkalte melkekyr ) for å forsyne jeger- U-båter i Atlanterhavet under andre verdenskrig. Disse var relativt tungvint. De krevde at begge ubåtene skulle stå stille på overflaten, tok lang tid å overføre butikker og måtte være i radiokontakt med den påfylte båten, noe som gjorde dem til enkle mål. På grunn av dette ble de som ikke ble senket snart trukket tilbake fra forsyningsrollen.

Selv om det er lagt ned tid og krefter på å perfeksjonere påfyllingsprosedyrer, er de fortsatt farlige.

For tiden håndteres de fleste påfyllinger for den amerikanske marinen av Military Sealift Command . Det brukes nå av de fleste, om ikke alle, blåvannsflåtene .

Metoder

Det er flere metoder for å utføre en påfylling på gang.

Ved siden av tilkoblet påfyll

Prinsipptegning som viser sonde som ankommer klokke-munn, brukt til væskeoverføringer
Eksempel på næringsdrivstoff som ble brukt under andre verdenskrig. Utsikt fra USS Manatee (AO-58) som oljesmøren, som reiser i 12 knop, fyller opp et amerikansk slagskip under slaget ved Okinawa , april-juni 1945.
Påfyllingsfartøyet Royal Australian Navy HMAS  Success gjennomførte en dobbel påfylling med USS  Kitty Hawk og USS  Cowpens , 2005.

Den sammenkoblede påfyllingen ( CONREP ) er en standardmetode for overføring av væsker som drivstoff og ferskvann, sammen med ammunisjon og ødeleggelse av bulkvarer .

På 1950- og 1960-tallet utviklet den amerikanske marinen et forsyningsskip med flere produkter som kunne levere drivstoff, ammunisjon og butikker underveis. Disse skipene så introduksjonen av et overføringssystem ved hjelp av en strammer som strammer høylinjen mellom skipene, slik at det går jevnt over, samt tar hensyn til enhver bevegelse av skipene i vannet. Over tid utviklet denne metoden seg til Standard Tensioned Replenishment Alongside Method (STREAM). STREAM -riggen foretrekkes fremfor andre tilkoblede påfyllingsmetoder, siden den tillater større separasjon mellom skipene.

Leveringsskipet har en jevn kurs og hastighet, vanligvis mellom 12 og 16 knop . Bevegelse i hastighet reduserer relativ bevegelse på grunn av bølgehandling og gir bedre kontroll over kursen. Det mottakende skipet kommer deretter sammen med leverandøren i en avstand på omtrent 30 meter. En pistollinje, pneumatisk linekaster eller skuddlinje avfyres fra leverandøren, som brukes til å trekke over en messengerlinje. Denne linjen brukes til å trekke over annet utstyr, for eksempel en distanselinje, telefonlinje og overføringsrigglinjer. Som kommandoskip for påfyllingsoperasjonen, leverer forsyningsskipet alle linjer og utstyr som trengs for overføringen. I tillegg blir alle kommandoer dirigert fra forsyningsskipet.

Tett drivstoffrigger som ble brukt gjennom andre verdenskrig

På grunn av skipenes relative posisjon er det vanlig at større skip setter opp flere overføringsrigger, noe som muliggjør raskere overføring eller overføring av flere typer butikker. I tillegg er nesten alle påfyllingsskip satt opp for å betjene to mottakere om gangen, med et påfyll på hver side.

Span-wire drivstoff rigg som brukt siden 1945

De fleste skip kan motta påfyll på hver side. Hangarskip fra den amerikanske marinen mottar imidlertid alltid påfyll på styrbord side av transportøren. Utformingen av et hangarskip, med øya/navigasjonsbroen til styrbord, tillater ikke påfyll til transportskipets babord side.

Ved siden av tilkoblet påfylling er en risikabel operasjon, ettersom to eller tre skip som kjører side om side i hastighet må holde til nøyaktig samme kurs og fart i en lang periode. Videre forårsaker hydrodynamikken til to skip som kjører nær hverandre et sug mellom dem. En liten styrefeil på et av skipene kan forårsake en kollisjon, eller dele av overføringsledningene og drivstoffslangene. Med en hastighet på 12 knop vil en 1 graders variasjon i kursen gi en sidehastighet på rundt 20 fot per minutt. Av denne grunn kreves erfarne og kvalifiserte styrmenn under påfyllingen, og mannskapet på broen må gi sin udelte oppmerksomhet til skipets kurs og fart. Risikoen øker når et påfyllingsskip betjener to skip samtidig.

I nødstilfeller praktiserer mannskaper nødprosedyrer, der skipene vil skille seg i mindre enn optimale situasjoner. Selv om skipene vil bli reddet fra kollisjon, er det mulig å miste lagre, ettersom skipene kanskje ikke kan fullføre den nåværende overføringen.

Etter vellykket gjennomføring av påfylling, engasjerer mange amerikanske skip seg skikken med å spille en signaturmelodi over det etterfylte fartøyets PA -system når de bryter løs fra fartøyet som leverer. I Royal Australian Navy er det vanlig at skip fører et spesielt flagg under RAS -operasjonen, særpreget for hvert skip. Ettersom mange skip er oppkalt etter australske byer, er det ofte slik at de fører flagg til AFL- , NRL- eller A-League- lag knyttet til byen eller byen. Flaggingen som populariserer merker av øl eller andre alkoholholdige drikker er heller ikke uvanlig.

Asterisk drivstoff

Den tidligste typen påfyll, som sjelden brukes i dag, er ekstern drivstoff . I denne metoden følger det mottakende skipet direkte bak det leverende skipet. Det drivstofftilførende skipet kaster en markørbøye i sjøen og mottaksskipet tar stasjonen med seg. Deretter fører leveringsskipet en slange i vannet som det drivstoffmottakende skipet henter og kobler til. Denne metoden er mer begrenset, da bare en overføringsrigg kan settes opp. Det er imidlertid tryggere, siden en liten kursfeil ikke vil forårsake en kollisjon. Amerikanske marinenes eksperimenter med Cuyama og Kanawha fikk marinen til å konkludere med at hastigheten på drivstoffoverføring var for langsom til å være nyttig. Men den bakre tankemetoden ble brukt av den tyske og japanske marinen under andre verdenskrig; og denne metoden ble fremdeles brukt av den sovjetiske marinen i mange tiår deretter.

Vertikal påfyll

En SH-60 Sea Hawk som overfører butikker mellom skip, 2003.

En tredje type påfylling på gang er vertikal påfylling (VERTREP). I denne metoden løfter et helikopter last fra skipet som leverer og senker det til det mottakende skipet. Den største fordelen med denne metoden er at skipene ikke trenger å være farlig nær hverandre, og unngå risiko for kollisjon; VERTREP brukes også til å supplere og hurtiglagre overføring mellom skip som driver CONREP. Maksimal last- og overføringshastighet er imidlertid begge begrenset av helikopterets kapasitet, og drivstoff og andre bulkvæsker kan ikke effektivt tilføres via VERTREP.

Galleri

Se også

Referanser

Bibliografi

  • Burn, Gerald L .; Freivogel, Zvonimir; Johnson, Harold; Marshall, Peter; Sieche, Erwin F .; Smythe, AJ (1998). "Spørsmål 40/97: Tidlig påfylling av drivstoff". Krigsskip internasjonalt . International Naval Research Organization. XXXV (3): 318–319. ISSN  0043-0374 .

Videre lesning

  • Geoff, Puddefoot (2011). Klar for alt: Royal Fleet Auxiliary 1905–1950 . Barnsley: Seaforth Publishing. ISBN 978-1848320741.

Eksterne linker