ROVの設計 - バラスト浮力制御
投稿者 ：Fengyukun on
ROVを設計する場合、潜水艇全体が要求される重量制限を超えないようにするため、軽量部品が使用されることが多く、アルミニウムやその他の軽量材料が使用されます。 潜水艇の重量は、主に次のコンポーネントで構成されています：サブシステムのコンポーネント、荷重、および必要な動作比重を設定するために使用される浮力システム。
この浮力は通常、小型潜水艇では2.3kg未満、大型潜水艇では5～6.8kg、場合によっては22.7kgになる。 もう1つの理由は、海底近くで作業するときに推進力なしで潜水艇を持ち上げることができるため、海底の堆積物をかき混ぜ、連続的な逆推進の必要性を回避できること、操作、および非常に大型の潜水艇は、水中の浮力を調整するためにエアバラストタンクを吹き込んでいることである。
潜水艇の安定性は、潜水艇のピッチ角を変えるのに必要なモーメントを評価することによって測定され、以下の式で表すことができる：
m = (W) BG Sinm = モーメント = (w)(d) w = 重力力 d = フォースアーム W = 潜水艇の重量 BG = 浮力中心から重心までの距離 = ピッチ角または横揺れ角
Wがポンドなら、BGはインチ、mはインチ・ポンドである。 BGが十分に大きければ（錘が小さくて浮力があれば簡単にそうなる）、潜水艇は非常に安定する。 潜水艇が水中にあるとき、潜水艇に作用する外力はBGを容易に減少させる。例えば、潜水艇を下方に押すとき、垂直スラスタの力は潜水艇に追加の重りとして作用し、重心を上昇させるので、潜水艇はピッチ方向と横揺れ方向の両方に揺れる。
ほとんどのROVは、実際の使用時にできるだけ安定するように設計されています。 ROVを設計する場合、重いコンポーネント（モーターなど）をできるだけ低い位置に配置し、フロート（グラスファイバーや複合発泡材）をROV潜水艦の上部に配置して高い安定性を維持するのが一般的です。
バラストは固定バラストと調整可能バラストに分類できます。 固定バラストは、複合発泡体、鉛などがあります。 調整可能なバラストには、「ソフト・チャンバー」と呼ばれる開放型のブロー・チャンバーや、「ソフト・チャンバー」と呼ばれるポンプやブローが可能で潜水用に完全に加圧できる密閉型チャンバーがあります。「ハードチャンバー
固定バラスト
潜水艇の固定バラスト（正固定浮力）は、耐圧フロートタンク、複合発泡体、鉛などにより、潜水艇を所望の比重にするために使用される。 ほとんどの潜水艇は、正浮力の浮力を得るために、上部に複合発泡体を載せている。
複合発泡体には、プラスチックとガラスの粒子が多数結合したものと、粒子が1つしかないものとがあり、一般に、複合タイプは浅い水深でしか使用されず、粒子が1つの材料は、水深が深くなるほど適しており、明らかに粒子が小さいほど圧力に耐える能力が高くなるため、発泡体の密度が高くなると、コストも高くなり、もちろん使用深度も深くなるため、コスト、重量、耐圧性のバランスをとる必要がある。 したがって、コスト、重量、耐圧性のバランスをとって総合的な設計を行う必要がある。
密閉されたチューブラーフレームで構成された潜水艇は、運用中に破損する可能性がある。 このため、損傷時に大きな浮力が失われないように、フレームに複数のコンパートメントを設けるのが一般的である。 また、フレームに充填された発泡体も、損傷が生じた場合に浮力を維持する。
深度要件によっては、圧力容器を使用して浮力を確保することも非常に良い選択肢ですが、この手法が商業用ROVで使用されることはほとんどなく、通常は大型圧力容器を主要コンポーネントとするAUVで使用されます。
潜水艇の固定荷重は通常、いくつかのリードブロックの形をとり、これらを交換することで、潜水艇の泡を交換することなくユニットを調整することができます。
調整可能なバラスト
調整可能なバラストにより、潜水艇はスラスターで押し下げることなく、海底で物体をつかんで操縦することができます。 典型的なソフトバラストシステムは、3,000ポンドの潜水ボトル、減圧レギュレーター、表面制御ソレノイドバルブ、底に大きな開口部を持つ薄肉タンクなど、1つまたは複数のコンポーネントで構成されます。 このタイプのソフトバラストの欠点は、タンク内の空気量が水深によって変化することである。
硬い浮力タンクを注入して、水中に沈んだ潜水艇が重い荷重を解放するときに調整するのは、簡単で効果的な手法である。タンクの排出は、浮力タンクが重い荷重を解放するときに、空気から水を絞り出すことによって行うことができる。 バルブの開放または水の汲み上げ。
ほとんどのROVは差動浮力を持たないが、ハイブリッド潜水艇は通常差動浮力を持つ。これは、一部の作業では中性浮力が必要であり、一部の海底作業（ケーブルやパイプラインの埋設、メンテナンスなど）では十分な重量が必要なためである。