Projeto do ROV —— controle de flutuabilidade do lastro

Ao projetar um ROV, é comum usar componentes leves para evitar que todo o submersível exceda o limite de peso desejado, portanto, alumínio ou outros materiais leves são usados. O peso do submersível consiste principalmente nos seguintes componentes: componentes do subsistema, cargas e o sistema de flutuação usado para estabelecer a gravidade específica operacional desejada.

O procedimento normal de operação é fornecer flutuabilidade positiva ao submersível para garantir que ele possa se mover livremente na água e retornar à superfície no caso de falha do sistema de energia. Esta flutuabilidade positiva é geralmente inferior a 2,3 kg para submersíveis pequenos, 5-6,8 kg para submersíveis maiores e, em alguns casos, até 22,7 kg. Outra razão é que quando o submersível está trabalhando próximo ao fundo, ele pode ser içado sem força de propulsão, o que agita os sedimentos do fundo e evita a necessidade de reversão contínua da propulsão. operação, e submersíveis muito grandes explodiram tanques de lastro de ar para regular a flutuabilidade subaquática.

A estabilidade de um submersível é medida avaliando o momento necessário para alterar o ângulo de inclinação do submersível, que pode ser representado pela seguinte equação:

m = (W) BG Sinm = Momento = (w)(d) w = Gravidade d = Braço de momento W = Peso do submersível BG = Distância do centro de flutuabilidade ao centro de gravidade = Ângulo de inclinação ou balanço cruzado ângulo

Obviamente, as unidades escolhidas devem estar de acordo; se W estiver em libras, BG estará em polegadas e m estará em polegadas-libras. Se o BG for grande o suficiente, o que pode facilmente acontecer quando o peso é pequeno e flutuante, o submersível será muito estável. Forças externas que atuam no submersível enquanto ele está submerso podem facilmente reduzir o GS. por exemplo, ao impulsionar o submersível para baixo, as forças verticais do propulsor atuarão como um peso adicional no submersível e elevarão o centro de gravidade, de modo que o submersível balançará nas direções de inclinação e balanço transversal.

A maioria dos ROVs são projetados para serem tão estáveis quanto possível durante o uso real. Ao projetar um ROV, é comum colocar componentes mais pesados, como o motor, o mais baixo possível e colocar a bóia (fibra de vidro e espuma composta) na extremidade superior do submarino para manter um alto grau de estabilidade.

O reator pode ser categorizado como reator fixo ou reator ajustável. O lastro fixo pode ser composto de espuma, chumbo. O lastro ajustável pode ser aberto, câmaras sopradas chamadas 'câmaras moles' ou câmaras seladas que podem ser bombeadas ou sopradas e têm acesso total à pressão de mergulho chamadas 'câmaras duras'.

Lastro Fixo

O lastro fixo (flutuabilidade fixa positiva) de um submersível é usado para levar o submersível à gravidade específica desejada por meio de um tanque flutuante com capacidade de pressão, espuma composta e chumbo. A maioria dos submersíveis coloca um bloco de espuma composta no topo para obter flutuabilidade positiva.

Existem dois tipos diferentes de espuma composta. Um é um grande número de partículas de plástico e vidro unidas e o outro possui apenas um tipo de partícula. Em geral, o tipo compósito é usado apenas em águas rasas, o material de partícula única é adequado para águas mais profundas. Obviamente, quanto mais pequenas forem as partículas, maior será a capacidade de suportar a pressão, de modo que à medida que a densidade da espuma aumenta, também aumenta o custo e, claro, a profundidade de trabalho. Portanto, é necessário equilibrar custo, peso e resistência à pressão para obter um projeto abrangente.

Os submersíveis construídos com estruturas tubulares seladas para flutuabilidade podem ser danificados durante a operação. É, portanto, comum ter vários compartimentos na estrutura para garantir que uma quantidade significativa de flutuabilidade não seja perdida em caso de danos. O enchimento de espuma da estrutura também mantém a flutuabilidade em caso de danos.

Dependendo dos requisitos de profundidade, o uso de um vaso de pressão para fornecer flutuabilidade é uma opção muito boa, mas esta técnica raramente é usada em ROVs comerciais e geralmente é usada em AUVs, que têm um grande vaso de pressão como componente principal.

A carga fixa no submersível geralmente tem a forma de vários blocos de chumbo. O equipamento pode ser ajustado substituindo esses blocos de chumbo sem trocar a espuma do submersível.

Lastro ajustável

O lastro ajustável permite que o submersível agarre objetos e manobre no fundo do mar sem a necessidade de propulsores para empurrá-lo para baixo, e também permite que o ROV seja pesado o suficiente para permanecer estável em condições de correntes elevadas. Um sistema típico de lastro macio deve consistir em uma ou mais garrafas submersíveis de 3.000 libras, um regulador de descompressão, uma válvula solenóide de controle de superfície e um tanque de parede fina com uma grande abertura na parte inferior. Uma desvantagem deste lastro macio é que o volume de ar no tanque muda conforme a profundidade do submersível muda.

A carga pode ser ajustada injetando ou descarregando tanques de flutuação. O ajuste pela injeção de tanques rígidos de flutuabilidade quando um peso é liberado de um submersível submerso é uma técnica simples e eficaz; a ventilação dos tanques pode ser realizada espremendo a água através do ar quando uma válvula é aberta ou a água é bombeada.

A maioria dos ROVs não são diferencialmente flutuantes, mas os submersíveis híbridos geralmente são diferencialmente flutuantes porque devem ter flutuabilidade neutra para algumas operações e pesados o suficiente para alguns trabalhos no fundo do mar (por exemplo, enterramento de cabos e tubulações, reparos, etc.).