۱۹-آبان-۱۳۸۸, ۲۳:۱۶:۴۹
تعيين عمق رباتهاي زيرآبي
با توجه به توسعه و گسترش صنايع دريايي، استفاده از فناوري‌هاي نوين براي پاسخگويي به نيازهاي موجود در جمع‌آوري اطلاعات زيست‌محيطي و تحقيقاتي بسيار ضروري خواهد بود.
استفاده از فناوري رباتيك در سالهاي اخير در علوم دريايي نيز مورد توجه قرار گرفته كه دسترسي به حجم زيادي از اطلاعات مورد نياز براي انجام تحقيقات مهندسي در زمينه‌هاي مرتبط با علوم دريايي را امكان‌پذير كرده است.
امروزه رباتهاي زير آبي يكي از مهمترين اجزاي علوم و صنايع دريايي هستند كه به وسيله نهادهاي تجاري، دولتي، نظامي و تحقيقاتي استفاده شده و انجام وظايف متعددي را به عهده گرفته‌اند.
در سالهاي اخير، استفاده از وسايل مهندسي كه از قابليت استفاده در اعماق آب‌ها برخوردار هستند و مي‌توانند انجام بسياري از تحقيقات در بستر درياها و اقيانوس‌ها را امكان‌پذير كنند، توانايي انسان‌ها در تحقيق و كار در اعماق درياها را بشدت تحت تاثير خود قرار داده‌اند و در بسياري از صنايع مختلف استفاده از تجهيزاتي كه بتوان آنها را بدون حضور مستقيم نيروي انساني و را از راه دور هدايت و كنترل كرد، مورد توجه قرار گرفته است، تا جايي‌كه در بسياري از زمينه‌ها انجام طرحهاي تحقيقاتي بدون حضور ربات‌هايي كه مي‌توانند عملياتي را به صورت برنامه‌ريزي شده انجام دهند و دستورات كاربر را به صورت دقيق اجرا كنند، امكان‌پذير نخواهد بود.
به نقل از جام جم رباتهاي زيردريايي نيز يكي از انواع فناوري‌هاي نوين هستند كه كاربر با استفاده از آن مي‌تواند اين وسيله را در اعماق آب‌ها كنترل كند و عمليات مورد نظر را بدون حضور مستقيم خود از طريق تجهيزات رباتيك انجام دهد.
بررسي‌هاي انجام شده در اين زمينه نشان مي‌دهد كه در سالهاي اخير رباتهاي زير آبي در اندازه‌ها و ابعاد متفاوت طراحي و ساخته شده‌اند كه به طيف وسيعي از امكانات و تجهيزات مجهز هستند و حتي در برخي موارد به توليد صنعتي نيز رسيده‌اند.
شگفتي حركت زيردريايي‌ها
به گفته مهندس محمدحسين گياهي، مجري اين طرح تحقيقاتي كه توانست رتبه دوم طرحهاي ابتكاري در گروه تخصصي مكانيك نهمين جشنواره جوان خوارزمي را از آن خود كند، معمولا عمق درياها را با فضا مقايسه مي‌كنند؛ چرا كه شگفتي در ژرفاي اقيانوس‌ها كمتر از شگفتي فضاي بالاي سر ما نخواهد بود. زيردريايي‌ها، ماشين‌هايي هستند كه به ما انسان‌ها در شناخت اعماق درياها كمك مي‌كنند و به همين علت آنها را به عنوان يكي از شگفت‌انگيزترين اختراعات انسان شناخته‌اند.
ساليان سال دريانوردان فقط مي‌توانستند روي عرشه كشتي‌ها كار كنند؛ اما با اختراع زيردريايي، انسان‌ها توانستند همچون موجودات دريايي براي مدت‌هاي طولاني زندگي در زير درياها را تجربه كنند.
دانشمندان براي ساخت و حركت زيردريايي‌ها از 2 قانون مهم ارشميدس و بويل استفاده كرده‌اند.
طبق قانون ارشميدس بر هر جسم غوطه‌ور در سيال معادل وزن سيال جابه‌جا شده، نيرو وارد مي‌شود.
همواره وزن جسم به طرف پايين و نيروي شناور سيال به طرف بالا خواهد بود. هرگاه اين دو نيرو با هم برابر باشند، جسم روي سيال شناور خواهد شد و اگر نيروي وزن بيشتر از نيروي شناوري سيال باشد، جسم كاملا در سيال فرو خواهد رفت.
اين در حالي است كه براساس قانون بويل
در دماي ثابت، حجم و فشار يك سيال با هم رابطه معكوس دارند؛
يعني هرگاه فشار وارد بر سيال دوبرابر شود، حجم سيال به نصف كاهش خواهد يافت. بر اين اساس، از 2 روش ديناميكي و استاتيكي براي تغيير عمق زيردريايي‌ها استفاده مي‌شود.
زيردريايي‌هاي ديناميكي از سرعت حركت زيردريايي به كمك باله‌ها براي رفتن به اعماق آب استفاده مي‌كنند، در حالي كه زيردريايي‌هاي استاتيكي با تغيير شناوري يعني كاهش و افزايش آب درون مخزنشان تغيير عمق مي‌دهند.
نيروي شناوري مثبت با افزايش آب درون مخازن منفي شده و در نتيجه زيردريايي به زير آب مي‌رود. در اين سيستم، سرعت زيردريايي تاثيري در تغيير عمق آن ندارد. در زيردريايي‌هاي مدرن نظامي تركيبي از اين دو سيستم مورد استفاده قرار گرفته است و بر اين اساس شناوري زيردريايي‌هاي نظامي با تغيير آب موجود در مخازن اصلي تغيير مي‌كند.
وقتي زيردريايي روي سطح آب قرار دارد، مخازن پر از هواست و دريچه‌هاي اصلي كه روي زيردريايي هستند، در اين وضعيت بسته خواهند بود. در زيردريايي‌هاي روسي، منافذي كه در بخش تحتاني زيردريايي هستند با استفاده از يك دريچه بسته مي‌شوند، اما در زيردريايي‌هاي امريكايي اين منافذ هميشه باز هستند.
هنگام فرو رفتن زيردريايي در آب دريچه‌هاي بالايي باز شده و به هوا اجازه خروج مي‌دهند، در نتيجه زيردريايي سنگين شده و زير آب مي‌رود. براي بازگشت زيردريايي به سطح آب نيز از هواي فشرده براي بيرون راندن آب استفاده مي‌شود .دوستان در جلسات بعدي به نكات اساسي سيستمهاي اصلي رباتهاي زيرآبي خواهيم پرداخت....
با توجه به توسعه و گسترش صنايع دريايي، استفاده از فناوري‌هاي نوين براي پاسخگويي به نيازهاي موجود در جمع‌آوري اطلاعات زيست‌محيطي و تحقيقاتي بسيار ضروري خواهد بود.
استفاده از فناوري رباتيك در سالهاي اخير در علوم دريايي نيز مورد توجه قرار گرفته كه دسترسي به حجم زيادي از اطلاعات مورد نياز براي انجام تحقيقات مهندسي در زمينه‌هاي مرتبط با علوم دريايي را امكان‌پذير كرده است.
امروزه رباتهاي زير آبي يكي از مهمترين اجزاي علوم و صنايع دريايي هستند كه به وسيله نهادهاي تجاري، دولتي، نظامي و تحقيقاتي استفاده شده و انجام وظايف متعددي را به عهده گرفته‌اند.
در سالهاي اخير، استفاده از وسايل مهندسي كه از قابليت استفاده در اعماق آب‌ها برخوردار هستند و مي‌توانند انجام بسياري از تحقيقات در بستر درياها و اقيانوس‌ها را امكان‌پذير كنند، توانايي انسان‌ها در تحقيق و كار در اعماق درياها را بشدت تحت تاثير خود قرار داده‌اند و در بسياري از صنايع مختلف استفاده از تجهيزاتي كه بتوان آنها را بدون حضور مستقيم نيروي انساني و را از راه دور هدايت و كنترل كرد، مورد توجه قرار گرفته است، تا جايي‌كه در بسياري از زمينه‌ها انجام طرحهاي تحقيقاتي بدون حضور ربات‌هايي كه مي‌توانند عملياتي را به صورت برنامه‌ريزي شده انجام دهند و دستورات كاربر را به صورت دقيق اجرا كنند، امكان‌پذير نخواهد بود.
به نقل از جام جم رباتهاي زيردريايي نيز يكي از انواع فناوري‌هاي نوين هستند كه كاربر با استفاده از آن مي‌تواند اين وسيله را در اعماق آب‌ها كنترل كند و عمليات مورد نظر را بدون حضور مستقيم خود از طريق تجهيزات رباتيك انجام دهد.
بررسي‌هاي انجام شده در اين زمينه نشان مي‌دهد كه در سالهاي اخير رباتهاي زير آبي در اندازه‌ها و ابعاد متفاوت طراحي و ساخته شده‌اند كه به طيف وسيعي از امكانات و تجهيزات مجهز هستند و حتي در برخي موارد به توليد صنعتي نيز رسيده‌اند.
شگفتي حركت زيردريايي‌ها
به گفته مهندس محمدحسين گياهي، مجري اين طرح تحقيقاتي كه توانست رتبه دوم طرحهاي ابتكاري در گروه تخصصي مكانيك نهمين جشنواره جوان خوارزمي را از آن خود كند، معمولا عمق درياها را با فضا مقايسه مي‌كنند؛ چرا كه شگفتي در ژرفاي اقيانوس‌ها كمتر از شگفتي فضاي بالاي سر ما نخواهد بود. زيردريايي‌ها، ماشين‌هايي هستند كه به ما انسان‌ها در شناخت اعماق درياها كمك مي‌كنند و به همين علت آنها را به عنوان يكي از شگفت‌انگيزترين اختراعات انسان شناخته‌اند.
ساليان سال دريانوردان فقط مي‌توانستند روي عرشه كشتي‌ها كار كنند؛ اما با اختراع زيردريايي، انسان‌ها توانستند همچون موجودات دريايي براي مدت‌هاي طولاني زندگي در زير درياها را تجربه كنند.
دانشمندان براي ساخت و حركت زيردريايي‌ها از 2 قانون مهم ارشميدس و بويل استفاده كرده‌اند.
طبق قانون ارشميدس بر هر جسم غوطه‌ور در سيال معادل وزن سيال جابه‌جا شده، نيرو وارد مي‌شود.
همواره وزن جسم به طرف پايين و نيروي شناور سيال به طرف بالا خواهد بود. هرگاه اين دو نيرو با هم برابر باشند، جسم روي سيال شناور خواهد شد و اگر نيروي وزن بيشتر از نيروي شناوري سيال باشد، جسم كاملا در سيال فرو خواهد رفت.
اين در حالي است كه براساس قانون بويل
در دماي ثابت، حجم و فشار يك سيال با هم رابطه معكوس دارند؛
يعني هرگاه فشار وارد بر سيال دوبرابر شود، حجم سيال به نصف كاهش خواهد يافت. بر اين اساس، از 2 روش ديناميكي و استاتيكي براي تغيير عمق زيردريايي‌ها استفاده مي‌شود.
زيردريايي‌هاي ديناميكي از سرعت حركت زيردريايي به كمك باله‌ها براي رفتن به اعماق آب استفاده مي‌كنند، در حالي كه زيردريايي‌هاي استاتيكي با تغيير شناوري يعني كاهش و افزايش آب درون مخزنشان تغيير عمق مي‌دهند.
نيروي شناوري مثبت با افزايش آب درون مخازن منفي شده و در نتيجه زيردريايي به زير آب مي‌رود. در اين سيستم، سرعت زيردريايي تاثيري در تغيير عمق آن ندارد. در زيردريايي‌هاي مدرن نظامي تركيبي از اين دو سيستم مورد استفاده قرار گرفته است و بر اين اساس شناوري زيردريايي‌هاي نظامي با تغيير آب موجود در مخازن اصلي تغيير مي‌كند.
وقتي زيردريايي روي سطح آب قرار دارد، مخازن پر از هواست و دريچه‌هاي اصلي كه روي زيردريايي هستند، در اين وضعيت بسته خواهند بود. در زيردريايي‌هاي روسي، منافذي كه در بخش تحتاني زيردريايي هستند با استفاده از يك دريچه بسته مي‌شوند، اما در زيردريايي‌هاي امريكايي اين منافذ هميشه باز هستند.
هنگام فرو رفتن زيردريايي در آب دريچه‌هاي بالايي باز شده و به هوا اجازه خروج مي‌دهند، در نتيجه زيردريايي سنگين شده و زير آب مي‌رود. براي بازگشت زيردريايي به سطح آب نيز از هواي فشرده براي بيرون راندن آب استفاده مي‌شود .دوستان در جلسات بعدي به نكات اساسي سيستمهاي اصلي رباتهاي زيرآبي خواهيم پرداخت....