ROV tasarımı - balast yüzdürme kontrolü

Bir ROV tasarlarken, tüm dalgıç aracın ağırlığının beklenen ağırlık sınırlarını aşmamasını sağlamak için genellikle hafif bileşenler kullanılır, bu nedenle sıklıkla alüminyum veya diğer hafif malzemeler kullanılır. Bir dalgıcın ağırlığı esas olarak alt sistem bileşenlerinden, faydalı yükten ve gerekli çalışma özgül ağırlığını belirlemek için kullanılan kaldırma kuvveti sisteminden oluşur.

Normal çalışma prosedürü, su altında serbestçe hareket edebilmesini ve güç sistemi arızası durumunda yüzeye geri dönebilmesini sağlamak için suya daldırılabilir pozitif yüzdürme kuvveti vermektir. Küçük denizaltıların pozitif kaldırma kuvveti genellikle 2,3 kg'dan azdır ve büyük denizaltıların pozitif kaldırma kuvveti 5-6,8 kg'dır ve bazı durumlarda 22,7 kg'a ulaşabilir. Diğer bir neden ise, dalgıç deniz tabanına yakın çalıştığında, itme gücü olmadan yükselebilmesidir, bu da dipteki çökeltileri karıştırabilir ve itişi sürekli olarak tersine çevirme ihtiyacını ortadan kaldırabilir. Operasyon açısından, çok büyük denizaltılar, su altı kaldırma kuvvetini ayarlamak için hava üflemeli balast tanklarına sahiptir.

Bir dalgıcın stabilitesi, dalgıcın eğim açısını değiştirmek için gereken momentin değerlendirilmesiyle ölçülür; bu moment şu şekilde ifade edilebilir:

m = (W) BG Sinm = moment = (W) (d) W = yerçekimi d = moment kolu W = suya daldırılabilir ağırlık BG = kaldırma kuvveti merkezinden ağırlık merkezine olan mesafe = yunuslama açısı veya sapma açısı

Açıkçası, seçilen birimlerin tutarlı olması gerekir; eğer W pound ise, BG inçtir ve m inç-pounddur. BG yeterince büyükse, ki bu da ağırlığın küçük ve yüzer olması durumunda kolaylıkla gerçekleşebilir, dalgıç çok stabil olacaktır. Dalgıç su altında olduğunda, dalgıç üzerine etki eden dış kuvvetler dalgıcın BG'sini kolaylıkla azaltabilir. Örneğin, bir dalgıç aracını dalış için iterken, dikey pervanenin kuvveti dalgıç üzerinde ilave ağırlık görevi görecek ve dalgıcın ağırlık merkezini yükseltecek, böylece dalgıç yunuslama ve sapma yönlerinde sallanacaktır.

Çoğu rov, gerçek kullanım sırasında mümkün olduğu kadar kararlı olacak şekilde tasarlanmıştır. Bir ROV tasarlarken, yüksek derecede stabiliteyi korumak için daha ağır bileşenleri (motorlar gibi) mümkün olduğu kadar aşağıya yerleştirmek ve yüzenleri (fiberglas ve kompozit köpük) denizaltının üstüne yerleştirmek yaygındır.

Balastlar sabit balastlar ve ayarlanabilir balastlar olarak ikiye ayrılabilir. Sabit balast sözdizimsel köpük, kurşun olabilir. Ayarlanabilir balast, "yumuşak oda" adı verilen açık, üflemeli bir oda veya pompalanabilen veya üflenebilen ve "sert oda" adı verilen tam dalış basıncına sahip kapalı bir oda olabilir.

sabit balast suyu

Dalgıcın sabit balastında (pozitif sabit yüzdürme), dalgıcın gerekli özgül ağırlığa ulaşmasını sağlamak için basınca dayanıklı bir yüzdürme tankı, kompozit köpük ve kurşun kullanılır. Çoğu denizaltının üstünde pozitif kaldırma kuvveti için bir parça sözdizimsel köpük bulunur.

Sözdizimsel köpüğün iki farklı türü vardır. Biri çok sayıda plastik ve cam parçacığının birbirine bağlanması, diğeri ise yalnızca tek bir tür parçacık. Genel olarak kompozit tipler sadece sığ sularda kullanılırken, tek parçacıklı malzemeler daha derin sular için uygundur. Açıkçası, parçacıklar ne kadar küçük olursa, basınca dayanma yetenekleri de o kadar artar; dolayısıyla köpüğün yoğunluğu arttıkça maliyet ve tabii ki çalışma derinliği de artar. Bu nedenle kapsamlı bir tasarım elde etmek için maliyet, ağırlık ve basınç dayanımını dengelemek gerekir.

Yüzdürme kuvveti oluşturmak için kapalı boru şeklinde bir çerçeve kullanan dalgıçlar, çalışma sırasında hasar görebilir. Bu nedenle, hasar durumunda büyük miktarda kaldırma kuvvetinin kaybolmamasını sağlamak için çerçevede genellikle birden fazla bölme bulunur. Köpükle doldurulmuş çerçeve aynı zamanda hasar durumunda yüzdürme özelliğini de korur.

Derinlik gereksinimlerine bağlı olarak, kaldırma kuvveti sağlamak için basınçlı kapların kullanılması iyi bir seçenektir, ancak bu teknoloji ticari ROV'larda nadiren kullanılır ve genellikle ana bileşen olarak büyük basınçlı kapların kullanıldığı AUV'lerde kullanılır.

Dalgıç üzerindeki sabit yük genellikle birkaç kurşun ağırlık şeklindedir. Cihaz, dalgıç üzerindeki köpüğün değiştirilmesine gerek kalmadan bu kurşun ağırlıklar değiştirilerek ayarlanabilmektedir.

Balast suyunu düzenleyin

Ayarlanabilir balast, dalgıcın nesneleri tutmasına ve iticiler onu aşağı itmeden deniz tabanında manevra yapmasına olanak tanır ve aynı zamanda ROV'un yüksek akım koşullarında sabit kalacak kadar ağır olmasına olanak tanır. Tipik bir yumuşak balast sistemi, bir veya daha fazla 3000 poundluk dalış şişelerinden, bir basınç düşürücü regülatörden, yüzey kontrollü bir solenoid valften ve alt kısmında geniş bir açıklığa sahip ince duvarlı bir tanktan oluşmalıdır. Bu yumuşak balastın bir dezavantajı, dalgıcın derinliği değiştikçe tanktaki hava miktarının da değişmesidir.

Yük, yüzdürme tankı doldurularak veya boşaltılarak ayarlanabilir. Su altı dalgıç ağırlığını bıraktığında sert yüzdürme tanklarını enjekte ederek ayarlama yapmak basit ve etkili bir tekniktir; tankın havalandırılması, bir vana açıldığında veya su pompalandığında havadaki suyun sıkılmasıyla gerçekleştirilebilir.

Çoğu ROV diferansiyel olarak yüzer değildir, ancak hibrit dalgıçlar genellikle diferansiyel olarak yüzerler çünkü belirli operasyonlar için nötr olarak yüzer olmaları ve belirli deniz altı işleri (örneğin kablo ve boru hattı gömme, onarımlar vb.) için yeterince ağır olmaları gerekir.