Çevik Su Altı Planörü Denizleri Sessizce İnceleyebilir

Otonom su altı araçları, denizleri keşfetmek için çok yönlü araçlar haline geldi. Ancak çevreye zarar verebilir veya kapalı alanlarda seyahat etmede sorun yaşayabilirler.

Purdue Üniversitesi araştırmacıları bir alternatif üzerinde çalışıyorlar: yüksek manevra kabiliyetine sahip, sessiz çalışan düşük maliyetli su altı planörleri. Planörün bileşenleri ve sensörleri, çok çeşitli görev özelliklerine göre kolayca değiştirilebilir veya eklenebilir.

Makine mühendisliği doçenti Nina Mahmoudian, “Hedefimiz zorlu ortamlarda mobil robotların sürekli çalışmasıdır” dedi. “Çoğu sualtı robotunun pil ömrü sınırlıdır ve sadece birkaç saat sonra geri dönmelidir. Uzun dayanıklılık operasyonları için, bir su altı planörü ücretler arasında haftalarca veya aylarca seyahat edebilir, ancak yüksek riskli alanlarda artan dağıtım fırsatlarından yararlanabilir.”

Bir su altı planörü diğer deniz robotlarından farklıdır çünkü pervanesi veya aktif tahrik sistemi yoktur. Kendini batırmak ve yükselmek için kendi kaldırma kuvvetini değiştirir ve kendini ileriye doğru iter. Bu yukarı-aşağı yaklaşım, çok enerji verimli araçlara olanak sağlasa da, birkaç sorun ortaya çıkarmaktadır: Araçlar pahalıdır, yavaştır ve özellikle sığ suda manevra kabiliyetine sahip değildir.

Mahmoudian, ROUGHIE (Araştırmaya Yönelik Araştırma Mühendisliği için Araştırmaya Yönelik Sualtı Planörü) adlı çevik bir araç geliştirdi. Bir torpido şeklindeki ROUGHIE, yaklaşık dört fit uzunluğundadır ve statik bir arka kanat dışında dışarıya doğru itme veya kontrol yüzeylerine sahip değildir. 

ROUGHIE, kıyıdan veya bir tekneden konuşlandırıldığında, yüzdürme özelliğini değiştirmek ve ilk süzülme yolu açısını sağlamak için balast tanklarına su pompalar. Eğimini kontrol etmek için aracın aküsü, kendi kontrol mekanizması olarak hareket ederek ağırlığını hafifçe ileri ve geri kaydırır. Yönlendirmek için, tüm iç bileşen grubu, aracın yuvarlanmasını hassas bir şekilde kontrol eden dönen bir ray üzerine monte edilmiştir. Tasarım modülerdir ve çeşitli uygulamalar için uyarlanabilir.

Mahmoudian, “Bu tamamen benzersiz bir yaklaşım” dedi. “Su altı planörlerinin çoğu yalnızca derin okyanuslarda çalışabilir ve dar alanlar için çevik değildir. ROUGHIE, diğer kanatların yaklaşık 33 fit dönüş yarıçapına kıyasla yalnızca 10 fitlik bir dönüş yarıçapına sahiptir.”

ROUGHIE o kadar manevra kabiliyetine sahip ki Mahmoudian’ın ekibi onu Purdue’nun Morgan J. Burke Su Sporları Merkezindeki dalış kuyusunda test ediyor. Suyun altına kızılötesi kameralardan oluşan bir hareket yakalama sistemi kurarak, aracın hareketlerini takip edebilir ve manevra davranışını milimetre hassasiyetinde üç boyutlu olarak karakterize edebilirler.

Mahmoudian, “ROUGHIE’yi önceden uçuş düzenleri ile programlıyoruz ve bu kalıpları özerk olarak gerçekleştiriyor” dedi. “Düz bir çizgide hareket etmek için standart testere dişi yukarı ve aşağı hareketler yapabilir, ancak denizde devriye gezerken kullanacağı dairesel desenlerde veya S şeklinde desenlerde de hareket edebilir. Bu görevleri yerine getirebilmesi Bir yüzme havuzunun sınırlı ortamında, dahili çalıştırma dışında hiçbir şey kullanmadan inanılmaz derecede etkileyici. “

Bu manevra kabiliyeti, ROUGHIE’nin karmaşık yolları takip edebileceği ve diğer su altı planörlerinin yapamadığı gerçek dünya alanlarını keşfedebileceği anlamına gelir.

Mahmoudian, “Biyoloji veya iklim çalışmaları için çok önemli olan sığ denizlerde ve kıyı bölgelerinde çalışabilir.” Dedi. “Ve tamamen sessiz olduğu için, motorlu araçların yaptığı gibi vahşi yaşamı rahatsız etmeyecek veya su akımlarını engellemeyecek.”

ROUGHIE, oşinograflar için hayati önem taşıyan sıcaklık, basınç ve iletkenlik verilerini toplayan çeşitli sensörler ile donatılabilir. Mahmoudian’ın ekibi, ROUGHIE’yi alg oluşumunu ölçmek için florimetre ile küçük göletlere ve göllere gönderdi. Ekip ayrıca araca, gemi enkazları ve su altı mühimmatları gibi anormallikleri tespit edebilen kompakt manyetometrelerle donatıldı. Bu araştırma yakın zamanda Sensors dergisinde yayınlandı .

Mahmoudian ve öğrencileri, Michigan Teknoloji Üniversitesi’nde projeye başladığı 2012’den beri ROUGHIE’yi geliştiriyorlar.

Mahmoudian, “Öğrencilerim onu ​​sıfırdan tasarlayıp inşa ettiler ve paralel olarak kontrol ve navigasyon algoritmalarını geliştirdiler” dedi. “Mevcut bir ticari aracın fiyatı karşılığında, bir seferde aylarca koşulları izleyerek bunlardan 10 tanesini suya koyabiliriz. Bu aracın herhangi bir yerel topluluk için büyük bir değeri olduğuna inanıyoruz.”

Video: https://www.youtube.com/watch?v=_4wuvMjIsrI&feature=emb_logo

Bu çalışma, Ulusal Bilim Vakfı (hibe 1921060), Donanma Araştırma Ofisi (N00014-20-1-2085 hibe) ve Deniz Deniz Sistemleri Komutanlığı Küçük İşletme Teknoloji Transferi programı N68335-19-C-0086 tarafından desteklenmektedir.

İlginizi Çekebilir:https://royalgreen.com.tr/su-aritma-kapasitesi/