כלי רכב מופעל מרחוק (ROVs) הפכו כלים הכרחיים לחיפוש תת-ימי, תעשיית offshore, מחקר ימי והגנה.היכולת שלהם לפעול ביעילות באוקיינוס העמוק, לנווט סביבות מורכבות, ולבצע משימות עדינות תלוי כמעט לחלוטין על יכולת התמרון שלהם.בלב של שליטה זו הוא מערכת דחף קריטי - טכנולוגיה הנעה שהתפתחה הרבה מעבר לדחפים פשוטים.

עקרונות של דחייה

Thrusters לייצר כוח על ידי צמצום מסה של מים בכיוון אחד, לייצר כוח תגובה שווה ומנוגד על הרכב - החוק השלישי של ניוטון בפעולה.הכוח דחף תלוי צפיפות המים, קצב זרימת דרך הדחף, ואת המהירות המוקצה למים.בניגוד מניעים קבועים על סירות, דחף בלתי עביר בדרך כלל מעוות או לאזות כי הם מספקים את המידות המהירות והעוצמה המוגברת של כלי רכב אלה, ומחזקים, מחוזקים את עוצמתם, מחוזקה.

העיצוב של דחף חייב לאזן כמה גורמים מתחרים: יחס לדחוף למשקל, צריכת חשמל, דור רעש, והתנגדות קטיפה. דחף מודרני להשתמש מנועים DC מברשת או מנועים הידראוליים עבור צפיפות גבוהה מומנט. הלהבים המדחף לעתים קרובות מעוצבים באמצעות דינמיקת נוזל חישובית כדי למזער את הפחתת גרור ועיכוב - היווצרות של בועות אדפור שיכולה יותר מתכת ולהפחית את הביצועים הבסיסיים האלה.

בקרת ורוקטור Thrust and Multidirectional control

אחת התרומות המשמעותיות ביותר של דחף לתמרן היא הרעיון של דחף וקטור.על ידי הדחף על גימביטים נפוחים או הפעלתם במקבץ, מעצבים יכולים ליישם כוחות בכל שילוב של כיוונים.לדוגמה, ROV טיפוסי עשוי להיות ארבעה או יותר דחף מסודרים בתצורה וקטורת - שני דחף אופקי בחזית ושניים בזווית אחורית, מעט או מהפך באופן מלא, אם זה אפשרי, אפילו בכיוון אחד, או יותר, אם הוא מכוון, או יותר, אם הוא מכוון, הוא, הוא קבוע, או יותר, הוא, או יותר, הוא מכוון, הוא, אם הוא מכוון, או יותר, או יותר, הוא קבוע, אם הוא, הוא, אם הוא, הוא מכוון, או יותר, אם הוא מכוון, או יותר, או יותר, הוא מכוון, הוא מכוון, או יותר, או יותר, או יותר, או יותר, הוא מכוון, הוא, אם הוא מכוון, הוא, הוא, הוא, הוא מכוון, הוא מכוון, או יותר, הוא קבוע, או יותר, או יותר, הוא, הוא, הוא מכוון, אם הוא, או יותר, אם הוא, אם הוא, הוא מכוון, הוא מכוון, או יותר, הוא, הוא מכוון, הוא, או יותר, אם הוא מכוון, אם הוא מכוון, אם הוא,

סוגים של Thrusters for Submersibles and ROVs

שוק הדחף מציע מגוון רחב של עיצובים, כל אחד מותאם לגודלי רכב ספציפיים, מעמקים ותנאי תפעול.הקטגוריות העיקריות כוללות ducted לעומת כוננים דחפים פתוחים, חשמל לעומת מקורות כוח הידראולי, ותצורה מיוחדת כמו zimuth, וקטור ונופני מנהרה.

דוקד לעומת ההרחבה הפתוחה Thrusters

דחיפים דוקים - הידוע גם בשם Kort nozzles - המקיף את המדחף עם נושל בצורת המפחית את אובדן טיפ ומגדיל את יעילות דחיפה, במיוחד במהירויות נמוכות.הדוכס מגן גם על הלהבים מפני השפעות עם סלעים, כבלים, או צמיחה ימית.רוב ROVs מודרניים ו- submersibles להשתמש דחף ממונעים ראשוני מהסיבות האלה.

חשמל לעומת hydrulic Thrusters

דחף חשמלי מופעל על ידי סוללות על הסיפון באמצעות מנועים DC מברשת.הם מציעים מהירות מדויקת ובקרת מומנט, רעש נמוך ושילוב קל עם מערכות בקרה דיגיטליות. קטן עד בינוני ROVs כמעט רק להשתמש דחף חשמלי בשל הפשטות ויעילות שלהם. דחפורים הידרוקוליים, לעומת זאת, להשתמש שמן מחובת יותר לכונן גדול.

אזימוט וקטור Thrusters

דחף zimuth יכול לסובב 360 מעלות סביב ציר אנכי, לספק דחף בכל כיוון אופקי ללא העברת הרכב עצמו.אלה נפוצים על מיקום דינמי (DP) מערכות עבור אוניות ופלטפורמות תת-ימיות גדולות, אבל הם משמשים גם על כמה מצעשים עבור מיקום בסדר. Vector דחף לדחוף קבוע קוץ אבל מסודרים כך כי שילוב הווקטורים שלהם יכול להשיג כל כיוון הרצוי, למשל, ארבעה תצורה מתקדמת לאחור, כדי לדחוף קדימה, לא יכול לגרום לאחור של קומפונקציה.

מנהרה Thrusters and Specialized Configurations

מדחף מנהרה רכוב בתוך צינור הפוך העובר דרך הבקתה של הרכב.הם מספקים דחף מאוחר יותר עבור תחנת-keeping או מהירות נמוכה תמרון ללא קידוד חיצוני, בעוד פחות נפוץ על ROVs, הם משמשים על תת-קרקעי מאוישים מאוישים וכלי רכב תת-ימיים גדולים יותר כדי לשפר את השליטה בצד.

Thruster Configuration and Vehicle Design

המספר והמיקום של הדחפורים הם קריטיים לביצועי הרכב.ה-ROV הטיפוסי עשוי לשאת חמישה עד שמונה דחפורים: שניים עד ארבעה אופקיים (עבור תנועה מתכננים ו- yaw), שני אנכיים (לשליטה עמוקה ורחף), ולעיתים גם דחףים נוספים לתנועה רולית או מאוחרת יותר.הסידור חייב לקחת בחשבון את מרכז המסה, הידרודינמיקה, ואת הצורך באדום, למשל, כשל אחד לא יכול להיות מסוגל לפצות על כלי רכב לא יכול להיות מסוגל.

מספר ומקום של Thrusters

מעצבים משתמשים בהקצאת דחף ממטמים כדי למפות כוחות ורגעים הרצויים לפקודות דחף פרטניות.עבור רכב עם ארבעה דחף אופקי בסידור מוכוון, הממטריקס הוא בדרך כלל בלתי נמנע, ומאפשר שליטה עצמאית של גל, sway, ו-hw. הגדלת מספר הדחף משפר את הסובלנות, אך מוסיף משקל, גרור וצריכת חשמל.

רדיפת וסבלנות

בפעולות קריטיות כגון פיקוח צינור עמוק הים או חיפוש והצלה, אובדן דחף יכול ליישב את המשימה או לסכן את הרכב. תצורה דחף רדונדנט מאפשר למערכת הבקרה להפיץ פקודות דחף בזמן אמת. לדוגמה, אם דחף קדימה נכשל, הרכב עשוי להשתמש דחף שונה מהמשט שנותר בתוספת דחף אנכי לפצות על הכוח האבוד.

מערכות בקרה ל- Thruster-based Maneuvering

Thrusters הם רק יעילים כמו מערכת הבקרה שמניעה אותם. ROVs מוקדם להשתמש בקרת שמחה ידנית עם פקודות מהירות פתיחות פשוטות.היום, אלגוריתמי בקרה מתקדמים - כולל PID (החומרי-החדשני-דרטיבי), שליטה חיזוי מבוססת מודל, ולוגיקה מרופדת - מאפשר מיקום אוטונומי מדויק.מערכת הבקרה קורא נתונים (יחידות מדידה, עומק, דופלר, מהירות חישוב) ומצלמות הרצויות כדי להשיג את המיקום הרצוי.

מדריך נגד בקרה אוטונומית

שליטה ידנית נותרה נפוצה עבור משימות פיילוט-מגיב כמו בדיקה והתערבות.הטייס משתמש במגיפת שמחה או לוח משחק כדי לשלוט על מהירויות או כוחות, ומערכת הבקרה הופכת את אלה לפקדים דחף.שליטה אוטונומית, מצד שני, מאפשר לרכב לעקוב אחר נתיב טרום-מתוכנת, להחזיק מעמד, או לתקן באופן אוטומטי עבור זרמים מודרניים רבים מציעים מסלול ידני לחלוטין, עם תגובה אוטונומית, עם צמיגים כראוי, כמו גם לא-זמנית-לעתית, אם אין צורך כראוי.

מערכות מיקום דינמיות

מיקום דינמי (DP) הוא טכניקה המשתמשת בדחפורים כדי לשמור באופן אוטומטי על מיקום הרכב ואת הכותרת נגד הפרעות חיצוניות כמו זרמים ורוח. שפותחה במקור עבור כלי משטח, DP משמש כעת על ROVs גדול ו submersiblesibles עבור התקנת תחנת כוח לא מתאים גם עבור אופטימיזציה של מערכת DP משתמש הפניות (למשל, משואות אקוסטיות, כאשר GPS משטח) ומערכת מחשוב חיוני כדי להפחית את המיקום של כוח דחף אחד כדי להמשיך למזערי לחץ על ידי דחף אחד.

היתרונות של מערכות ייצוב מודרני

(ה) אימוץ נרחב של דחפורים ב- submersibles ו-ROVs מונע על ידי הטבות תפעוליות ברורות.המשמעותיות ביותר היא FLT:0precise Station-epingofLT:1 - היכולת להחזיק מעמד קבוע במים נעים, חיוני למשימות כמו איסוף, ריתוך, או סריקה ל-edarerratchers מאפשרת לך: 6 מעלות של כלי רכב ללא אטמוספירה), כלומר, כלומר, לגמישות, ל-FLT2, ל-FLT2, ל-FLT2, ל-FLT2, להפחתה של כלי רכב מ-FLT2, ל-Fal-Fal-Fal-Fal-Fal-Fal-Fal-Fal-Fal-Fal-Fal-Fal-Fal-of-of-of-Fal-of-Fal-Fal-Fair-Fal-Fal-of-of-of-of-Fairupital-Fairupital-of-of-of-of-of-of-of-of-of-of-of-of-to-Fair, להפחתה של כלי רכב, ל-Fair

(ב) [ה]ההתפרות:0] ,[דרוש מקור], [ה], [ה]]]] ,[ה]], [ה]הההההההתמדה של ה[[המאה ה-1], [ה[[המאה ה-20]]], ו[[המאה ה-20]],]],]], היא בעלת השפעה מהירה של [[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה-20]],]],]], ו[[המאה ה[[המאה ה-20]],]],]],]],]], ו[[1924]], [[ה[[1924]],]],]], [[ה[[1924]],]],]], [[ה[[1924]],]],]],]], [[1924]], [[ה[[1924]],]], [[ה[[1924]],]], [[המאה ה[[1924]], [[ה[[1924]], [[ה[[1924]],]],]],]],]], [[ה[[1924]], [[ה[[1924]], [[ה[[1924]], [[ה[[1924]], [[ה[[1924]], [[

(ב) [ה]ב]: [הרעש] והדפוס הנמוך [ב] חשוב גם לסקרים ביולוגיים ולמבצעים צבאיים חשאיים.ד.ד.ד.ד.ד.ד.ד.ד.ד.ד.ד.ד.ל.ל.ל.ל.ל.ל.ל.ל.ל.ל.ל.ד. [=] ⁇ ] ⁇ [התתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתחילו[ה] ⁇ ] ⁇ ] ⁇ ] ⁇ ] ⁇ ] ⁇ [ההההה] ⁇ ] ⁇ ] ⁇ ] ⁇ [ההההההההההההההההה[ה[ה] ⁇ ] ⁇ ] ⁇ [ה] ⁇ ] ⁇ [ה] ⁇ [ה] ⁇ ] ⁇ ] ⁇ [ההה[ה] ⁇ [ה] ⁇ ] ⁇ ] ⁇ ] ⁇ [ה] ⁇ [ה] ⁇ [ה

אתגרים ומגבלות

למרות היתרונות שלהם, דחףים מציגים כמה אתגרים הנדסיים שיש לנהל.הידועים ביותר הם קוויטציה, רעש, יעילות כוח, עמידות במי מלח.

« « « אזהרות ורעש

הקפאה מתרחשת כאשר הלחץ במים ליד המדחף טיפות מתחת ללחץ ה- vapor, גרימת בועות להיווצר ולאחר מכן מקרוס באלימות.זה לא רק יוצר רעש (אשר יכול להפריע ל- Sonar או התראה לחיים ימיים) אלא גם שוחק על פני השטח של להבים לאורך זמן. עיכוב כיתות מתוכנן באופן אוטומטי חיפוי על להבים זהים, עיצוב גבוה, מעברי פני השטח, ולפעול ביחסי נוחות רבים כוללים חיפוי איטי מאוד של ריצוף איטי, כגון מצופה באופן אוטומטי, כגון ירכיים איטי.

כוח חיים סוללה וסוללות

Thrusters הם הצרכנים העיקריים כוח על כל מוליכים מרובים מופעלים על דחף גבוה עבור תחזוקת תחנת יכול לנקז סוללות בתוך דקות.שיפור היעילות לעתים קרובות כרוך עסקאות: מדחף קוטר גדול יותר הם יעילים יותר אבל להוסיף גרור, בעוד שריד גבוה יותר מגביר דחף אבל להפחית את היעילות עקב הפסדים מתעוררים מוגברת.

תחזוקה ויציבות במלח מים

מלח מים הוא מאוד קורוזי, ורכיבי דחף - במיוחד נושאים, חותמות, וקשרים חשמליים - דורשים הגנה חזקה.רוב הדחפורים משתמשים בדיור מלא שמן עם פיצויי לחץ כדי למנוע מים באגרסיביות.על החומים יש לבדוק באופן קבוע ולהחליפם.

יישומים בתעשיות

יכולת התמרון המוגברת שמספקים הדחפורים פתחה יישומים רבים שלא היו אפשריים בעבר או מסוכנים מדי עבור מערכות מלוטשות או tethered.

שמן Offshore וגז

ROVs מצוידת חזק, דחף מדויק משמשים מדי יום לבדיקה תת-ימית של צינורות, עלייה, וראשי היטב. הם מבצעים פעולות שסתום, חיבור, ותיקון עם זרועות מניפולטור. דינמי מיקום באמצעות דחף מאפשר ROV להחזיק עמדה יציבה בזמן כלי הוא פרוס, אפילו בזרמים חזקים.

מחקר ימיים ומחקר

(הידועים המדעיים ו-ROVs כמו ROFLT:0AlvinofLT: 1 או FLT:2 JasoncioFLT 3) מסתמכים על דחפורים עבור איסוף דגימות, מיפוי אווררמיוני, ופריסת מכשירים.היכולת לרחף ולעמוד על דחפים גבוהים של כלי רכב תת-קרקעיים (V) מאפשרת גם להורדת תאים עמוקים של תאים ביולוגיה.

חיפוש והצלה

בחיפוש ימי והצלה, ROVs מצויד דחף יכול לנווט חללים הדוקים בתוך ספינות שמש או סביב פסולת כדי לאתר ניצולים או לשחזר הרס.היכולת המדויקת של דחף הוא קריטי בעת עבודה סביב מבנים מסוכנים. כמה כלי רכב הצלה להשתמש ROVs מעוותים שניתן לפרוס מספינת משטח, באמצעות דחף כדי לשמור על קשר עם hu של צוללת מצוק.

צבא והגנה

ננסי ברחבי העולם משתמשים בכלי רכב תת-ימיים בלתי מאוישים (UVs) כדי להימנע מגילויים וניווט שדות מוקשים צבאיים יכולים לרחף ולסובב כדי לבדוק חפצים חשודים באמצעות סונרים או מצלמות.

מגמות עתידיות ב- Thruster Technology

תחום העיצוב התת-ימי מתקדם במהירות, מונע על ידי הביקוש למשימות ארוכות יותר, מעמקים עמוקים יותר ואוטונומיה חכמה יותר. מגמות רבות צפויות לעצב את הדור הבא של הדחפורים.

שליטה מלאכותית-Enhanced

אינטליגנציה מלאכותית ולמידה של מכונה משולבים במערכות בקרה דחף כדי לייעל הקצאה דחף בזמן אמת. Algorithms יכול ללמוד את המאפיינים הידרודינמיים של רכב ספציפי ולהתאים לשינויים תנאים (נוכחים, תשלום, השפלה דחף) זה יכול לשפר את היעילות על ידי 10-20% ולהרחיב את משך המשימה. AI גם מאפשר זיהוי תקלות ותחזוקה חיזוי, התראה מפעילי לכישלונות פוטנציאליים לפני שהם מתרחשים.

חומרים מתקדמים וייצור

ייצור אדקטיבית (3D הדפסה) משמש יותר ויותר לייצר מרכיבים דחף עם גיאוגרפיות פנימיות מורכבות עבור קירור טוב יותר, משקל בהיר יותר, ולהפחית את גרר.חומרים חדשים כגון פחמן סיבים מורכבים, ⁇ טיטניום, וקרמיקה מציעים יחסים חזקים למשקל יותר לגוון ולהתנגדות קורוזיה.חלק מהיצרנים הם ניסויים עם FLT:0 מגנטית-memory alloyFreareate ביעילות עבור טווח מגנטי של 1 למהירויות הפעלה של עוצמה, ללא קשר מכניות, כדי להפעיל את המשתנים באופן יעיל יותר.

מערכות ההנעה ההיברידיות

תת-קרקעיות עתידיות עשויות לשלב דחףים עם שיטות הנעה אחרות כדי להשיג יעילות רבה יותר.לדוגמה, היברידית של גלידר-ROV יכולה להשתמש בשליטה על buancy לטווח ארוך ודחפורים לתמרן עדין באתר. רעיון אחר הוא השימוש ב-FLT:0pulsed-jetsed-jetststs דחף על ידי שחרור אוויר או מים ניסיוניים, בעוד שעדיין יכול לספק מורכבות גבוהה מאוד.

מסקנה

Thrusters הם המנוף של יכולת תמרון עבור תת-התמרנים ו-ROVs, המאפשר שליטה מדויקת ורב-תכליתית שהופכת משימות תת-ימיות אפשריות.מפיזיקה הבסיסית של מים האצה להתפתחויות האחרונות ב-AI ובייצור תוספים, הטכנולוגיה הנדחף ממשיכה להתפתח, פותחת יכולות חדשות לחיפוש, בתעשייה, ולהבנת סוגי הדחף, המערכות השולטות בהם היא חיונית לכל אחד, ככל שיגדל יותר ויותר, כך, כך שתשפר את המשימות הקריטיות, כך, כך, כך, כך שעדיין יהיו יותר ויותר, כך, כך, כך, כך שתתחזקו, כך שתתחזקו, ותשפרו, ותשפרו את המשימות היותר קריטיות, ותשפרוות יותר ויותר, ותשפרוות יותר ויותר, ותשפרוכות יותר ויותר, ותשפרוות, ותשפרוכות יותר ויותר, את המשימות של כלי רכביחות יותר ויותר, ויגן.