Licentiatavhandling Stockholm : Kungliga tekniska högskolan, KTH. Farkost och flyg, 2015

Hög fart genom vågor är nödvändigt under exempelvis räddningsuppdrag eller militära operationer men innebär ofta svåra belastningar på såväl båt som människa. För att maximera prestandan av det tekniska system som en högfartsbåt och dess besättning utgör, krävs att dessa belastningar balanseras. Båt, utrustning eller människa ska varken överbelastas eller underutnyttjas. På små högfartsbåtar utgör människan ofta den svagaste länken. Stötar och vibrationer resulterar i skador och andra negativa hälsoeffekter som också ökar risken för nedsatt säkerhet såväl som försämrad prestanda av det tekniska systemet. För att uppnå ett system i balans är det nödvändigt att ta hänsyn till människans vibrations- och stötexponering tidigt i utvecklingen av nya högfartsbåtar. Likaså vid planering och schemaläggning av tjänst samt vid val och design av dämpningssystem. Avhandlingen presenterar en simuleringsbaserad metod för prediktering och utvärdering av accelerationsexponeringen för besättningen på små högfartsbåtar. En numerisk stolsmodell som validerats mot experimentell accelerationsdata används för att modellera besättningens accelerationsexponering. Modellens indata är båtens acceleration uttryckt i tidsplanet (simulerad eller experimentell), förarens totala massa samt stolsspecifika parametrar såsom massa, fjäder- och dämpkonstant samt stolens longitudinella position i båten. Stolsmodellen genererar tidsserier av stolsresponsen som utvärderas med hjälp av tillgängliga metoder för utvärdering av helkroppsvibrationer (ISO 2631-1 och ISO 2631-5) och med statistiska metoder för beräkning av extremvärden. Simuleringsschemat som presenteras möjliggör utvärdering av människans stöt- och vibrationsexponering tidigt i designskedet men kan också användas som ett verktyg vid planering av tjänst, kravställning eller för utformning av lämpliga dämpningssystem. Vidare studier föreslås inom tre områden: kartläggning av högfartsbåtars verkliga operationsprofil, vidareutveckling av stolsmodell samt kartläggning av skador och hälsoproblem bland personal på högfartsbåtar.

High speed in waves, necessary in for instance rescue or military operations, often result in severe loading on both the craft and the crew. To maximize the performance of the high-speed craft (HSC) system that the craft and crew constitute, balance between these loads is essential. There should be no overload or underuse of crew, craft or equipment. For small high-speed craft systems, man is often the weakest link. The human exposure to vibration and shock results in injuries and other adverse health effects, which increase the risks for non-safe operations and performance degradation of the crew and craft system. To achieve a system in balance, the human acceleration exposure must be considered early in ship design. It must also be considered in duty planning and in design and selection of vibration mitigation systems. The thesis presents a simulation-based method for prediction and evaluation of the acceleration exposure of the crew on small HSC. A numerical seat model, validated with experimental full-scale data, is used to determine the crew's acceleration exposure. The input to the model is the boat acceleration expressed in the time domain (simulated or measured), the total mass of the seated human, and seat specific parameters such as mass, spring stiffness and damping coefficients and the seat's longitudinal position in the craft. The model generates seat response time series that are evaluated using available methods for evaluation of whole-body vibration (ISO 2631-1 \& ISO 2631-5) and statistical methods for calculation of extreme values. The presented simulation scheme enables evaluation of human exposure to vibration and shock at an early stage in the design process. It can also be used as a tool in duty planning, requirements specification or for design of appropriate vibration mitigation systems. Further studies is proposed within three areas: investigation of the actual operational profiles of HSC, further development of seat models and investigation of the prevailing injuries and health problems among the crew of HSC.