Deniz araştırma platformları, okyanusografi, deniz biyolojisi, iklim bilimi ve sualtı jeolojiyi geliştirmek için vazgeçilmez araçlardır. Büyük insanlı araştırma gemileri, otonom sualtı araçları (AUVs), veya sabit bir okyanusu takip etmek veya takip etmek için bu platformlar, doğru ölçümler yapmak, dağıtık araçlar yapmak veya deneyler yapmak için kesin bir pozisyon sağlamalıdır. Açık okyanuslar, hareket halinde sürekli hareket halindedir, bu hassas zeminleri, dalgalar ve rüzgar, istasyon koruma birimlerini incelemek için gereken temel güçlerdir.
Marine Thrusters nedir?
Marine iters, gemilerde monte edilen, platformlar ve sualtı araçlar birincil ileri görüşlü eksenlerden başka yönlerde iten temel bir aksakın aksine, sadece bir gemi önceden veya astern, iterler daha sonra (yollar), dikey veya vektörlü kuvvetler ile güçlendirilir.Bu yöndeki hassas manevralar, arıtma ve - araştırma platformları için en önemlisi - sabit bir sabit kuvvetle sabit bir şekilde sabit tutma yeteneğinden uzak tutma sağlar. Thrusters genellikle elektrikli motorlar, sistemler veya dizel motorlar tarafından desteklenir.
Deniz Araştırma Platformu'nda Kullanılan Thrusters Türleri
Geniş çeşitli iter tasarımları deniz araştırmalarında kullanılır, her biri platformun büyüklüğüne, operasyonel derinliğine ve görev gereksinimlerine bağlı olarak farklı avantajları sunar.En yaygın kullanılan tipler, en azimuth iters, yay iterleri, stern iterleri ve tünel itkileri içerir. ek olarak, rim-güdümlü ve podded tasarımları gibi özel itkiler verimlilik ve gürültüyü kazanıyor - hassas akustik ölçümler için kritik.
Azimuth Thrusters
Azimuth iters, dikey bir eksen etrafında 360 derece döndürebilen tahrik birimlerine yönlendirilebilir. Bu, itikatlarını herhangi bir yöne yönlendirerek, rudder için ihtiyaçları ortadan kaldırır. Azimuth Pushers genellikle çiftlere monte edilir, bir gemi olağanüstü manevra kabiliyeti verir.[Dönerdeki araştırma platformları için rüzgar ve mevcut yönlerden uzaklaştırma veya pozisyon tutmaları gerekir, azimuth iterleri hızlı bir yanıt ve yüksek basınçlı hava verimliliği sağlar.
Bow Thrusters
Bow iters genellikle bir geminin önünde bir transverse tünelde kuruludur ve ana motor kullanımı olmadan pozisyon almalarını sağlar.Incil fonksiyon genellikle tam bir DP sistemi oluşturmak için sert kuvvetle birleştirilir. Örneğin, NOAA'nın okyanusu araştırma gemisinin yarı yarıya indirgemektedir ve ana motor kullanımı olmadan pozisyon almalarını sağlar.
Stern Thrusters
Stern iterleri aynı şekilde yayıcılar için çalışır, ancak geminin bir parçası olarak bulunurlar.Onlar arkaya daha sonra itti, yaw ve karşıt toklar, tam bir DP sistemi, bir yay ve stern iterleri kombinasyonu - bir “twin-tunnel” düzenlemede kullanılırlar - bağımsız kontrol için izin verir ve yaw. Bu yapılandırma özellikle sabit bir rotayı ortadan kaldırırken kullanışlıdır.
Dikey ve Yeniden İttifak Thrusters
Bazı araştırma platformları, “yüzlü araç platformları (FLIP) ve derin deniz üstü kazanım sistemleri gibi, geçiş sırasında sürüklenme veya dinlenmeye zorlamak için dikey itme işlemi gerektirir. Dikey itkiler (bazen “vertical eksenleri” veya “lift iterleri”), bir sütunu su yukarı veya aşağı yukarı veya aşağı yukarı doğru bir şekilde yönlendirebilir.Retractableters, geçişler sırasında ayak izi azaltılamayan ve geri çekilmezken dağıtılabilir.
Podded ve Rim-Driven Thrusters
Elektrikli podded propulsors'ta son gelişmeler, örneğin TANI (RDT) merkezi ve pervane milisleri ortadan kaldırmak yerine, yüksek çözünürlükteki diğer kanatlardan koparmak için verimli bir şekilde azaltıldı.Bu tasarım, gürültü ve titreşimi çarpıcı bir şekilde azalttı, pasif akustik izleme veya deniz altındaki denizlerin çalışmalarını sağlamak için ideal hale getirdi.
Thrusters Enable Precise İstasyonu - Keeping
Deniz araştırma platformu için istasyon koruma temel olarak bir kontrol sorunudur: platform, istenen bir noktaya veya takip etmeye bağlı konumunu sürekli olarak tahmin etmeli, rüzgardan, dalgalardan rahatsız edici güçleri ölçür ve mevcutlar ve çoklu itkileri iptal etmek için doğru iten bir sistem geçerlidir.Bu, dinamik Pozisyonlama (GPS, akustik sistemlere (GPS, akustik sistemlere) ve her bir yönlendirmeye uygun komutları entegre etmek için gerekli olan bir sistemle elde edilir.
Dinamik Pozisyonlama Sistemleri (DPS)
Çoğu modern araştırma gemisi, DP Sınıfı 2 veya Sınıf 3 standartları altında çalışır, bu da tek bir başarısızlık noktasına karşı tasarruf sağlar.In DP altında, itkiler manuel, sevinç, oto-heading, veya oto-pozisyon modları ile ilgili olarak kritik bir bilimsel işlem sırasında - örneğin, birkaç tane uzaktan kumandan birimine - DP sistemi, hedefin birkaç metre içinde gemiyi sıkıştı.
İstasyondaki fizik dengeleyicileri içerir, sabit itkiler tarafından karşılanır ve yaw anlar.Derinler (örneğin, birden fazla birimden gelen diferansiyel itmeler tarafından kontrol edilir. Gelişmiş DP sistemleri ayrıca gerçek zamanlı rüzgar verilerini kullanarak ilericileri tahmin etmek için kontrol eder.
Thruster-Enhanced İstasyonu'nun Avantajları - Marine Research için tutmak
Yüksek performanslı itkilerin deniz araştırma platformlarına entegrasyonu, bilimsel çalışmaların kalitesini ve kapsamını doğrudan geliştiren birkaç önemli avantaj sağlar.
Hassas ölçümler için artan Stability for Hassase Measurements
Birçok okyanusografik enstrümanlar – CTD gülttes, su örnekleyicileri ve deniz yatak çekirdekleri gibi – mümkün olduğunca hareketsiz kalırken, bilim insanları temiz, yüksek çözünürlüklü verilerle hareket ederler. Örneğin,DANDÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSTÜSİAD (ADCP) okumalar veya COV'nin zeminlerini korumak için kullanılan gemilere güvenir.
Geliştirilmiş Güvenlik ve Çlision Kaçınma
Precise istasyonu-gücü diğer gemiler, yüzen nesneler veya deniz zeminleri ile çarpışma riskini azaltır. yoğun okyanusografik alanlarda veya yakın deniz tesisatlarında (örneğin, rüzgar çiftlikleri veya petrol platformları), bir araştırma gemisi, teknenin sınırlı bölgelere sürüklenmesine izin verir.
Operasyonel Flexability
Mekanik, bir araştırma platformu, uygun akımları veya boru hatları beklemeden hızla yeniden yapılandırılabilir. Bu çeviklik, mevcutların yol açtığında, çok sayıda modern araştırma gemisinin "dinamik takip eden" yerine getirilmesi için sistematik bir haritanın değiştirilmesine izin verir.
Azaltılmış Çevre Etkisi
Hassas benthic habitatlarda (koral resifler, denizgrass meadows veya derin deniz denizler) önemli hasarlara neden olabilir. Thrusters demiryolları için ihtiyaç duyar, ayrıca, DP operasyonu, özellikle de mevcut olan bazı araştırmalarla, daha düşük emisyonlar ve gürültüyü azaltmak için daha düşük maliyetli olabilir.
Thruster-Based Station'ın Zorlukları ve Sınırları
Avantajlarına rağmen, itkiler panacea değildir. Çeşitli zorluklar etkinliğini, özellikle aşırı ortamlarda veya daha küçük platformlarda sınırlandırır.
Güç tüketimi ve Battery Life
Thrusters önemli elektrik gücü çizmektedir - araştırma gemisinin jeneratörü üzerinde en büyük yükü takip eder. Güçlü akımlara karşı istasyon korumak, yakıt veya batarya rezervleri hızla tükenen yüksek itme seviyelerini gerektirir.İsviçresiz araçlar için, enerji yoğunluğu sınırlı bir faktör kalır; küçük AUV sadece birkaç saat boyunca istasyon tutmak için yeterli batarya kapasitesine sahip olabilir. Araştırmacılar görev süresi ile dikkatli bir şekilde dengede kullanmalıdır.
Gürültü ve Titreşim
Konvansiyonel itkiler, özellikle tünel türleri, akustik cihazlarla müdahale edebilecek önemli sualtı gürültüsü ve titreşimler (örneğin, çok sayıda uçlular, alt profilliler) ve deniz hayatını rahatsız eden bilim adamları, balık davranışını veya balina iletişimini incelemek için en aza indirmeli seslere ihtiyaç duyar.
Çevre Koşulları
Aşırı dalga yükseklikleri, yüksek rüzgar hızları ve güçlü akımlar, platformun uzun olup rüzgar yükleri için önemli ücretsiz alana sahip olabilir. Thrusters ayrıca derin deniz işleri için, yüzeyin yakınında üretilen itme gücü daha az etkili olabilir.
Bakım ve Güvenilirlik
Thrusters, dikimli deniz suyu, biyofouling ve mekanik aşınmaya maruz kalıyor. Düzenli bakım kritik görevler sırasında başarısızlığı önlemek için gereklidir. sıkı bir iter veya bir darbeleyici motor, DP performansını veya pozisyon kaybına neden olabilir. Red dışıcy (multiple iter ve DP bilgisayar altsystems) bunu hafifletmeye yardımcı olur, ancak maliyet ve karmaşıklığı arttırır.
Vaka Çalışmaları ve Gerçek Dünya Uygulamaları
Deniz araştırmalarında itkilerin pratik önemi, farklı platform türleri ve bilimsel disiplinler yoluyla en iyi şekilde ortaya çıkmaktadır.
R/VFL:0)Falkor[DÜye ve Derin-Deniz Keşfeti
Schmidt Ocean Enstitüsü'nün araştırma gemisi:0)Falkor[[Dönetici:0) (şimdi Kaliforniya Körfezi'nde 3000 metreden fazla) tekrarlanan ve tam olarak keşfedilen bir ROVd hattının 36 saat boyunca sabit bir şekilde çalışmasını sağlayan bir istasyonda bulunan ve daha fazla maden yatağının bulunduğu gibi, yüksek miktardaki arazide bulunan 5.000'den fazla mineralin bulunduğu bir arazide daha fazla mikropişmanlık arazisini tekrarladı.
Özerk Platformlar: Yelkendrone ve Wave Gliders
Yelkendrone ve Liquid Robotics Wave Glider gibi küçük platformlar, rüzgarın itti ve küçük itkilerin (kıtıl elektrik tüneli itkileri) istasyondan uzaklaştırılması için bir kombinasyon kullanabilir.Bu karma yaklaşım, okyanusun yakınında yer alabilir (örneğin, Pasifik Deniz Çevre Laboratuarı[Döneticileri)[değiştir | kaynağı değiştir]
Floating Instrument Platforms (FLIP)
ABD Donanması'nın FLIP (Floating Instrument Platform) dikey bir pozisyondan yatay olarak "pip" yapabilen eşsiz bir araştırma gemisidir, bilim adamlarının başlangıçta sadece bir rudder ve pervane kullandıklarında, ancak daha sonra dikey modda iyi konumlamalar için geri dönüşümlü iterler için geri dönüşümlü verilerinin etkisi altında yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş
Deep-Sea Drillies ve Ocean Sondaj Programı
JOIDES Çözümü (şimdi emekli) ve Chikyu, DP sistemlerini birden çok iterle zemine zeminde zemine doğru atlarken, bu hassas, matkap boruunu bozmak ve temel örneklerin tam hedef derinliğinden gelmesini sağlamak için gereklidir.
Future Developments and Trends
Mekanik teknolojinin evrimi deniz robotları, yenilenebilir enerji ve özerk navigasyonda daha geniş eğilimlere yakın bir şekilde bağlıdır. Önümüzdeki on yıl içinde araştırma platformlarının sabitliklerini artırmak için birkaç gelişme daha hazırlanmaktadır.
Elektrikli ve Hibrit Taht Sistemleri
Yüksek verimli kalıcı mıknatıs motorlarla tüm elektrik iterleri standart hale geliyor.Siemens Energy) ve Kongsberg, gerçek zamanlı batarya durumu ve DP iş yükleri üzerinde çalıştırılabilen entegre güç ve tahrik sistemleri geliştiriyor.
Yapay Zeka ve Tahminsel Kontrol
Makine öğrenme algoritmaları, platformu harekete geçmeden önce güçleri iptal etmek için DP kontrolüne uygulanır ve iter tahsis etmeyi optimize etmek yerine, AI sistemleri, dalga grupları veya rüzgar gustleri ve önceden tahsisli iterleri tahmin etmek için idealdir.İlk denemeler Kongsberg ve Southampton Üniversitesi, doğru durumdaki aktivite ve yakıt tüketiminde% 30 azalma gösterdi.Bu özellikle enerji verimliliğinin kritik olduğu uzun vadeli bağımsız görevler için değerlidir.
Yenilenebilir Enerji Entegrasyonu
Güneş panelleri, rüzgar türbinleri ve dalga enerji dönüştürücüler, pompalayıcılar için ek güç sağlamak için araştırma platformlarında test ediliyor. A SAIL (Solar-Assisted Long-Endurance) Özerk platformu güneşli dönemlerde enerji üretebilir ve şarj edilebilir bataryalar için kullanır, o zaman sabit sistemlerde sabit bir şekilde yer tutmaz.
Küçük Platformlar için Thruster Dizileri
Miniaturized Pushers – mikro-azimuth iterleri ve küçük rim-aktif birimler dahil – Özerk su aksanları ve küçük AUV'lar için geliştirilme olanağına sahiptir.Bu itikatlar, sadece 50 watt'lık incelemeler sırasında veya su sütunu örneklemeleri sırasında pozisyon tutmalarına izin verir. Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) tarafından yapılan son araştırma, AUV'nin 2 metre içinde bir hedef olmasını sağladı.
Akustik Sessizlik ve Stealth
Deniz araştırması giderek antropojenik gürültünün etkileri üzerine yoğunlaşıyor, iter üreticileri sessiz birimleri tasarlıyor. Delft Teknoloji Üniversitesi ve Rolls-Royce (şimdi Kongsberg) verileriyle müdahale etmeden pasif akustik izlemelerine izin veriyor.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Thrusters, deniz araştırma platformlarının işletme şeklini devrimleştirdi, onları sürüklenme teknelerinden, okyanusun sürekli güçlerine karşı pozisyon alabilecek hassas sistemlere dönüştürmeyi sağladı.Küçük gemilerde, mikro güvenliğe sahip olan su sütununu takip etti, bu cihazlar manevra kabiliyeti ve istikrar sağlamalı, daha sert bir şekilde, daha hızlı bir şekilde ilerlemeye gerek kalmadan, daha uzun süren keşif ve keşif noktalarına sahip olan dinamik konumlama sistemlerinin entegrasyonu, araştırmacıların daha derin ve en derin ve koruyuculara izin verdi.