作品名稱:巡洋探救艇
學校名稱:臨沂大學
參賽隊伍:藍鯨工作室
參賽學生:劉德華 姚萬祥 林賀云
指導老師:田相克 馬保聰
“巡洋探救艇”是一種集成了溫控聲納、傳感、深潛、環境效應、計算機軟件、能量儲存、轉換與推進的任務控制器 ,通過合理設計使其具備了水面前行和水下深潛的能力,獨特的能源供應系統對海上海下作業提供了強大的動力保障。支持多種外接設備擴展了其應用領域的多元化。主要用于水域科學考察及搜救工作,可單獨使用,隨船使用。
本設計主要針對巡洋探救艇整體及驅動部分,將探救艇的應用著眼到水下,結合仿生學及新型材料的應用,對其用于海面航行,在特定水域執行任務時下潛,進行水下勘測,并從水中上浮到海面等功能進行分析,重點對巡洋探救艇的核心——動力部分進行了多元化設計,改用水中所富含的氫及太陽能電池作為能源,使其動力更為持久。
巡洋探救艇著重于突破技術難點及設計創新點, 通過數學建模,試驗驗證,保證了艇的性能及方案的可行性。其前期理念是仿生學設計,利用現代成功的摩托艇與ROV外形及內部相結合,并參考了部分潛水艇的設計方法,從初步的骨架到外殼到零部件,再到力學性能的分析和仿真模擬,最終成型。該艇能在惡劣海況下快速出航完成搜救及科學考察任務,且可以向市場化發展。
探救艇以深潛ROV為基體,通過動力系統的設計使其可以實現無人駕駛/載人駕駛進行水下+水上作業,按專業性可分為:普通級,通過成本控制,使其面向低端市場如海上海下攝影、海上巡邏、海底觀光等方面,并結合時尚元素對外形進行了設計;專業級,主要承擔科學考察、勘測、水上搜救等任務。
根據設計構想,需要對所設計的產品提出幾條基本要求:
1、 其體積要盡量小;
2、 能夠完成水上前行——水面到水下——水下潛行——水下上升;
3、 節能環保且有長時間續航能力;
能夠完成水下勘測任務;
設計主要分為以下幾個部分:
1、動力部分:由三大推進器提供動力:氫能源仿生動力+新型噴水推進器+偏心式水輪動力。
2、控制部分:采用PAC作為巡洋探救艇的智能控制系統。
3、機械手部分:安裝于機身下方,由剪切機械手,抓取機械手、液壓系統和采樣存儲籃組成。水下最大作業直徑為3m,分別實現了水下物體的剪切抓取和臨時存儲。
4、勘測部分:艇前部接入聲納溫控等探測設備以及姐攜手設備進行水下搜救和勘測,多種插口使其能輕易實現產品的功能擴展及部件的更新和升級。
5、管路部分:管路主要以銅管和不銹鋼無縫管組成,外部管采用焊接接頭,內部則采用螺紋接頭。
6、壓載部分:由氣體控制水的進出來調節浮力,氣囊收放控制浮力及緊急上升系統。
7、照明部分:采用石英鹵素燈組加HID燈和HMI燈,保證巡洋艇前方10m范圍內視野清晰。
8、定位部分:設計參考 Honeywell 公司的 RS-505/DE 定位系統。它是一個短基線的導航系統。該系統的包括兩個分系統:一個是聲學定位指示器;另一個是精密導航信息處理器。
9、外形部分:流線型設計+賽車元素+動力仿生。