आरओवी डिजाइन-- गिट्टी उछाल नियंत्रण

आरओवी को डिजाइन करते समय, पूरे सबमर्सिबल को वांछित वजन सीमा से अधिक रखने के लिए हल्के वजन वाले घटकों का उपयोग करना आम बात है, इसलिए एल्यूमीनियम या अन्य हल्के पदार्थों का उपयोग किया जाता है। सबमर्सिबल के वजन में मुख्य रूप से निम्नलिखित घटक शामिल होते हैं: सबसिस्टम घटक, भार, और वांछित परिचालन विशिष्ट गुरुत्व स्थापित करने के लिए उपयोग की जाने वाली उछाल प्रणाली।

सामान्य संचालन प्रक्रिया सबमर्सिबल को सकारात्मक उछाल देना है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि यह पानी में स्वतंत्र रूप से घूम सके और बिजली प्रणाली की विफलता की स्थिति में सतह पर वापस आ सके। यह सकारात्मक उछाल आमतौर पर छोटे सबमर्सिबल के लिए 2.3 किलोग्राम से कम, बड़े सबमर्सिबल के लिए 5-6.8 किलोग्राम और कुछ मामलों में 22.7 किलोग्राम तक होता है। दूसरा कारण यह है कि जब सबमर्सिबल नीचे के करीब काम कर रहा होता है, तो इसे प्रणोदन शक्ति के बिना उठाया जा सकता है, जो नीचे की तलछट को हिलाता है, और प्रणोदन को लगातार उलटने की आवश्यकता से बचाता है। ऑपरेशन, और बहुत बड़ी पनडुब्बियों ने पानी के नीचे की उछाल को नियंत्रित करने के लिए एयर गिट्टी टैंकों को उड़ा दिया है।

सबमर्सिबल की स्थिरता को सबमर्सिबल के पिच कोण को बदलने के लिए आवश्यक क्षण का मूल्यांकन करके मापा जाता है, जिसे निम्नलिखित समीकरण द्वारा दर्शाया जा सकता है:

एम = (डब्ल्यू) बीजी सिंम = क्षण = (डब्ल्यू)(डी) डब्ल्यू = गुरुत्वाकर्षण डी = क्षण भुजा डब्ल्यू = सबमर्सिबल का वजन बीजी = उछाल के केंद्र से गुरुत्वाकर्षण के केंद्र तक की दूरी = पिच कोण, या क्रॉस-स्विंग कोण

जाहिर है, चुनी गई इकाइयों को सहमत होना चाहिए; यदि W पाउंड में है, BG इंच में है, और m इंच-पाउंड में है। यदि बीजी काफी बड़ा है, जो आसानी से तब हो सकता है जब वजन छोटा और उछालभरा हो, तो सबमर्सिबल बहुत स्थिर होगा। सबमर्सिबल के जलमग्न होने पर उस पर कार्य करने वाली बाहरी ताकतें आसानी से बीजी को कम कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, जब सबमर्सिबल को नीचे की ओर धकेला जाता है तो ऊर्ध्वाधर थ्रस्टर बल सबमर्सिबल पर एक अतिरिक्त भार के रूप में कार्य करेगा और गुरुत्वाकर्षण का केंद्र बढ़ा देगा, इसलिए सबमर्सिबल पिच और क्रॉस-स्विंग दिशाओं में हिल जाएगा।

अधिकांश आरओवी को वास्तविक उपयोग के दौरान यथासंभव स्थिर रहने के लिए डिज़ाइन किया गया है। आरओवी को डिजाइन करते समय, उच्च स्तर की स्थिरता बनाए रखने के लिए मोटर जैसे भारी घटकों को जितना संभव हो उतना नीचे रखना और पनडुब्बी के शीर्ष छोर पर फ्लोट (फाइबरग्लास और मिश्रित फोम) को रखना आम बात है।

गिट्टी को स्थिर गिट्टी या समायोज्य गिट्टी के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। स्थिर गिट्टी मिश्रित फोम, सीसा हो सकती है। एडजस्टेबल गिट्टी खुले, उड़ाए गए कक्ष हो सकते हैं जिन्हें 'सॉफ्ट चैंबर' या सीलबंद कक्ष कहा जाता है जिन्हें पंप किया जा सकता है या उड़ाया जा सकता है और डाइविंग दबाव तक पूरी पहुंच होती है जिन्हें 'हार्ड चैंबर' कहा जाता है।

स्थिर गिट्टी

सबमर्सिबल की निश्चित गिट्टी (सकारात्मक निश्चित उछाल) का उपयोग दबाव-सक्षम फ्लोट टैंक, मिश्रित फोम और सीसे के माध्यम से सबमर्सिबल को वांछित विशिष्ट गुरुत्व में लाने के लिए किया जाता है। अधिकांश सबमर्सिबल में सकारात्मक उछाल प्राप्त करने के लिए शीर्ष पर मिश्रित फोम का एक ब्लॉक रखा जाता है।

मिश्रित फोम दो अलग-अलग प्रकार के होते हैं। एक बड़ी संख्या में प्लास्टिक और कांच के कण एक साथ बंधे होते हैं और दूसरे में केवल एक ही प्रकार के कण होते हैं। सामान्य तौर पर मिश्रित प्रकार का उपयोग केवल उथले पानी में किया जाता है, एकल कण सामग्री गहरे पानी के लिए उपयुक्त होती है। जाहिर है कि कण जितने छोटे होंगे, दबाव झेलने की क्षमता उतनी ही अधिक होगी, इसलिए जैसे-जैसे फोम का घनत्व बढ़ता है, लागत भी बढ़ती है, और निश्चित रूप से काम करने की गहराई भी बढ़ती है। इसलिए एक व्यापक डिज़ाइन प्राप्त करने के लिए लागत, वजन और दबाव प्रतिरोध को संतुलित करना आवश्यक है।

उछाल के लिए सीलबंद ट्यूबलर फ्रेम का उपयोग करके निर्मित सबमर्सिबल ऑपरेशन के दौरान क्षतिग्रस्त हो सकते हैं। इसलिए यह सुनिश्चित करने के लिए फ्रेम में कई डिब्बे होना आम बात है कि क्षति की स्थिति में महत्वपूर्ण मात्रा में उछाल नष्ट न हो। फ्रेम में फोम भरने से क्षति की स्थिति में भी उछाल बना रहता है।

गहराई की आवश्यकताओं के आधार पर, उछाल प्रदान करने के लिए दबाव पोत का उपयोग एक बहुत अच्छा विकल्प है, लेकिन इस तकनीक का उपयोग वाणिज्यिक आरओवी पर शायद ही कभी किया जाता है, और आमतौर पर एयूवी पर उपयोग किया जाता है, जिसमें एक प्रमुख घटक के रूप में एक बड़ा दबाव पोत होता है।

सबमर्सिबल पर निर्धारित भार आमतौर पर कई लीड ब्लॉक के रूप में होता है। सबमर्सिबल पर फोम को बदले बिना इन लीड ब्लॉकों को बदलकर उपकरण को समायोजित किया जा सकता है।

समायोज्य गिट्टी

एडजस्टेबल गिट्टी सबमर्सिबल को वस्तुओं को पकड़ने और उसे नीचे धकेलने के लिए थ्रस्टर्स की आवश्यकता के बिना समुद्र तल पर पैंतरेबाज़ी करने की अनुमति देती है, और आरओवी को उच्च वर्तमान स्थितियों में स्थिर रहने के लिए पर्याप्त भारी होने की भी अनुमति देती है। एक विशिष्ट नरम गिट्टी प्रणाली में एक या अधिक 3,000 पाउंड की पनडुब्बी बोतलें, एक डीकंप्रेसन नियामक, एक सतह नियंत्रण सोलनॉइड वाल्व और नीचे एक बड़े उद्घाटन के साथ एक पतली दीवार वाली टैंक शामिल होनी चाहिए। इस नरम गिट्टी का एक नुकसान यह है कि जैसे-जैसे सबमर्सिबल की गहराई बदलती है, टैंक में हवा की मात्रा बदल जाती है।

भार को उछाल टैंकों को इंजेक्ट या डिस्चार्ज करके समायोजित किया जा सकता है। जब जलमग्न पनडुब्बी से वजन छोड़ा जाता है तो कठोर उछाल वाले टैंकों को इंजेक्ट करके समायोजन एक सरल और प्रभावी तकनीक है; जब वाल्व खोला जाता है या पानी पंप किया जाता है तो हवा के माध्यम से पानी को निचोड़कर टैंकों की वेंटिंग पूरी की जा सकती है।

अधिकांश आरओवी अलग-अलग रूप से उत्प्लावनशील नहीं होते हैं, लेकिन हाइब्रिड सबमर्सिबल आमतौर पर भिन्न-भिन्न रूप से उत्प्लावनशील होते हैं क्योंकि उन्हें कुछ परिचालनों के लिए न्यूट्रल रूप से उत्प्लावनशील होना चाहिए और कुछ समुद्री कार्यों (उदाहरण के लिए, केबल और पाइपलाइन दफन, मरम्मत इत्यादि) के लिए पर्याप्त भारी होना चाहिए।