Fornitori: Moduli di galleggiamento

ALSEAMAR

Veicoli sottomarini autonomi ad alta tecnologia, moduli di galleggiabilità sottomarina e servizi di prospezione oceanografica

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Moduli di galleggiamento per ROV, AUV e veicoli subacquei

Eleanor Widdows

Aggiornato:

I moduli di galleggiamento forniscono le caratteristiche di galleggiamento necessarie per i veicoli a comando remoto (ROV), i veicoli subacquei autonomi (AUV), i veicoli subacquei senza equipaggio (UUV) e altri robot subacquei che operano nei settori della costruzione sottomarina, dell’ispezione sottomarina, dell’ispezione di condotte, dell’ispezione dei riser, della metrologia sottomarina, della sorveglianza sottomarina e della sicurezza sottomarina. Le specifiche di galleggiamento appropriate supportano l’assetto del veicolo, l’integrazione del carico utile, i modelli di utilizzo dell’energia e il comportamento di mantenimento della stazione nell’intervallo di profondità previsto.

Moduli di galleggiamento nella progettazione di veicoli sottomarini

I moduli di galleggiamento costituiscono il nucleo del sistema di galleggiamento di un veicolo a comando remoto o di un veicolo subacqueo autonomo. Combinando elementi di galleggiamento in schiuma sintattica, inserti strutturali e rivestimenti protettivi, si ottiene un sistema di galleggiamento completo:

  • Galleggiabilità netta positiva o neutra in base alla configurazione del veicolo.
  • Stabilità per progetti di AUV in hovering, ROV di classe osservazione e ROV di classe lavoro
  • Galleggiabilità di riserva per i carichi utili e gli attrezzi durante le operazioni di intervento e salvataggio sottomarino
  • Prestazioni affidabili in caso di ripetuti cicli di pressione alla profondità nominale

Sui ROV e sui robot subacquei, i moduli di galleggiamento distribuito sono spesso installati lungo il telaio e l’ombelicale per gestire l’assetto e il comportamento del tether. Per gli AUV, i micro AUV e gli alianti subacquei, i blocchi di galleggiamento integrati, i gusci e gli alloggiamenti in composito sono progettati per ospitare batterie, elettronica e strumenti oceanografici, ottimizzando l’idrodinamica e la resistenza.

Tipi di moduli di galleggiamento sottomarini

I moduli di galleggiamento per le piattaforme robotiche e oceanografiche sottomarine sono disponibili in una gamma di configurazioni adatte al tipo di piattaforma e al profilo della missione, tra cui:

Blocchi di galleggiamento solidi

I blocchi monolitici in schiuma sintattica o i blocchi di galleggiamento modulari sono standard sui ROV di classe lavoro, sui ROV leggeri di classe lavoro, sui ROV di classe ispezione, sui ROV EOD e sulle piattaforme ROV di ricerca e recupero. Questi blocchi possono essere lavorati su misura o forniti come moduli pre-ingegnerizzati con inserti strutturali integrati per il fissaggio.

Moduli di galleggiamento distribuito

I moduli di galleggiamento distribuito sono utilizzati lungo ombelicali, riser e condotte sottomarine per gestire il peso sommerso e la configurazione. I moduli di galleggiamento e i sistemi di galleggiamento possono essere adattati a riser statici o dinamici, nonché a sistemi di ispezione delle condotte e a sistemi di supporto per le costruzioni sottomarine.

Alloggiamenti per strumenti e veicoli

La schiuma sintattica ingegnerizzata e la schiuma ad alta densità possono essere combinate con gusci e alloggiamenti in materiale composito per formare involucri aerodinamici per strumenti oceanografici, sistemi di monitoraggio sottomarino, sistemi di navigazione sottomarini e piattaforme di monitoraggio ambientale, come i lander bentonici e di profondità.

Modulo galleggiante di ALSEAMEAR

Moduli di galleggiamento BMTI di ALSEAMEAR.

Sistemi di galleggiamento personalizzati

I sistemi di galleggiamento marino personalizzati sono sviluppati per veicoli subacquei unici e piattaforme di monitoraggio subacqueo in missioni di sicurezza portuale, sorveglianza sottomarina, ricerca oceanografica e difesa, dove sono richieste densità, geometria, profondità e proprietà termiche o acustiche specifiche.

Applicazioni dei moduli di galleggiamento

Nella scienza e nella tecnologia oceanica, i moduli di galleggiamento sono fondamentali per il funzionamento di:

  • ROV scientifici e ROV di osservazione utilizzati per il rilevamento subacqueo, la metrologia subacquea e l’esplorazione sottomarina
  • AUV, micro AUV e mini AUV per la mappatura dei fondali marini, il monitoraggio ambientale, l’acquisizione di dati oceanografici e l’installazione di strumentazione sottomarina.
  • lander bentonici, lander per acque profonde e piattaforme di monitoraggio ambientale che richiedono una galleggiabilità stabile nell’oceano e caratteristiche di ascesa e discesa prevedibili

Nell’industria petrolifera e del gas offshore e nel settore sottomarino in generale, i moduli di galleggiamento supportano:

  • ROV di classe lavoro e flotte di ROV di classe lavoro impegnati nella costruzione sottomarina, nell’intervento sottomarino e nell’ispezione dei riser
    Sistemi di ispezione di condotte e robot subacquei utilizzati per la gestione dell’integrità e l’ispezione di risorse sottomarine.
  • Sistemi di galleggiamento e flottazione marini che forniscono moduli di galleggiamento per riser e moduli di galleggiamento distribuiti per linee di produzione e di esportazione

Nel settore della difesa e della sicurezza, i moduli di galleggiamento sono integrati in:

  • AUV militari e piattaforme robotiche navali che eseguono contromisure alle mine, sicurezza portuale, sorveglianza sottomarina e ricognizione segreta.
  • Droni e flotte sottomarine commerciali utilizzati per la sicurezza dei porti e l’ispezione di infrastrutture critiche.
  • ROV EOD, ROV di ricerca e recupero e altri veicoli a comando remoto che supportano le operazioni navali e le missioni di applicazione della legge.

Confronto tra le opzioni del modulo di galleggiamento

Quando si specificano i moduli di galleggiamento per i veicoli subacquei, gli integratori di sistema e i team di approvvigionamento valutano una serie di compromessi:

Profondità

I moduli per acque poco profonde e i blocchi di galleggiamento marino per applicazioni costiere differiscono in modo significativo dai moduli di galleggiamento per acque profonde e dalla schiuma sintattica per profondità oceaniche. La densità, la resistenza alla compressione e la selezione delle microsfere devono essere in linea con la massima profondità operativa e con i requisiti del ciclo di pressione.

Efficienza di peso e volume

Per i veicoli subacquei compatti come i micro ROV, i mini ROV, i micro AUV e gli alianti subacquei, l’efficienza volumetrica e il basso peso in acqua sono fondamentali. La galleggiabilità della schiuma sintattica ad alte prestazioni, consentita da sistemi di microsfere ottimizzati, migliora la capacità del carico utile e la resistenza.

Integrazione meccanica

Gli inserti strutturali, i modelli di inserti strutturali e i concetti di montaggio influenzano l’integrazione dei blocchi di galleggiamento con i telai dei ROV, gli alloggiamenti a pressione degli AUV, gli alloggiamenti in composito o le infrastrutture sottomarine. Le geometrie della schiuma stampata a compressione possono essere adattate a specifici requisiti strutturali e idrodinamici.

Ciclo di vita e durata

I sistemi di rivestimento protettivo, compresi i rivestimenti in poliuretano e anticorrosione, contribuiscono a prolungare la vita utile e a ridurre i requisiti di manutenzione. Per i moduli di galleggiamento dei riser, i moduli di galleggiamento distribuito e i sistemi di galleggiamento delle condutture, la resistenza alla fatica, agli urti e all’ingresso di acqua di mare è essenziale.

Comportamento termico e acustico

Per gli strumenti oceanografici, i sistemi di monitoraggio sottomarino e le piattaforme di sorveglianza sottomarina, le proprietà acustiche dei materiali e le prestazioni di isolamento termico possono essere fattori importanti, in particolare quando i sensori e l’elettronica richiedono ambienti controllati o un basso livello di auto-rumore.

Standard di qualità

I produttori e i fornitori di moduli di galleggiamento che operano nei settori offshore del petrolio e del gas, della difesa e delle infrastrutture critiche in genere qualificano i materiali e i progetti in base a standard internazionali e militari riconosciuti. Le norme pertinenti possono includere:

  • Standard ISO e ASTM che regolano i materiali polimerici, compositi e in schiuma sintattica, i test meccanici e l’esposizione ambientale.
  • Standard di progettazione offshore e sottomarina e pratiche raccomandate per le attrezzature per acque profonde e i sistemi di galleggiamento marino.
  • Specifiche militari e della difesa, comprese le linee guida MIL-STD applicabili, per urti, vibrazioni, condizionamento ambientale e protezione dalla corrosione di apparecchiature critiche per la missione.
  • Programmi di qualificazione specifici del progetto o dell’operatore per la galleggiabilità in acque profonde, compresi i cicli di pressione, l’assorbimento dell’acqua, la compressione a lungo termine e i test di adesione del rivestimento.

Per i sistemi di navigazione sottomarina, i sistemi di monitoraggio sottomarino, la strumentazione sottomarina e i veicoli subacquei complessi, la qualificazione del sistema di galleggiamento è spesso integrata con la verifica dell’intera piattaforma, compresi i test di pressione su scala reale e le prove in mare.

Materiali per i moduli di galleggiamento e la schiuma sintattica

La maggior parte dei sistemi di galleggiamento sottomarino per ROV, AUV e droni subacquei si basa sulla schiuma sintattica, un materiale composito composto da una matrice di resina riempita di microsfere cave. Le tecnologie tipiche per le microsfere includono:

  • Microsfere di vetro e microsfere di vetro cave.
  • Microsfere di ceramica per alta resistenza ed estrema profondità
  • Microsfere polimeriche per prestazioni specifiche o obiettivi di costo

I sistemi sintattici ingegnerizzati vengono messi a punto per ottenere densità, resistenza alla compressione e profili di assorbimento dell’acqua specifici. Le schiume strutturali e ad alta densità sono utilizzate per il galleggiamento marino in acque poco profonde e a media profondità, mentre le schiume sintattiche avanzate sono selezionate per applicazioni in acque profonde e a profondità oceanica.

Integrazione con la robotica e la strumentazione sottomarina

Nella moderna robotica sottomarina e nei veicoli subacquei, i moduli di galleggiamento sono raramente elementi a sé stanti. Sono componenti integrati di un sistema più ampio che comprende:

  • Strutture e telai di veicoli per ROV, AUV e veicoli subacquei senza equipaggio.
  • Architetture di sistemi di galleggiamento che combinano blocchi di galleggiamento solidi, moduli di galleggiamento distribuiti e sistemi di gestione del tethering
  • Strumenti oceanografici, sistemi sonar, fotocamere e sensori ambientali
  • Sistemi di alimentazione, propulsione e controllo che si basano su galleggiamento e assetto stabili per mantenere efficienza e manovrabilità.

L’assetto marino correttamente progettato supporta rilievi subacquei precisi, ispezioni sottomarine affidabili, supporto alle costruzioni sottomarine ripetibile e sorveglianza subacquea robusta in tutto lo spettro delle operazioni di scienza oceanica, commerciali e di difesa.

Selezionando le tecnologie di schiuma sintattica, i sistemi di microsfere, i rivestimenti protettivi, gli inserti strutturali e le configurazioni dei sistemi di galleggiamento, gli stakeholder con potere d’acquisto nei settori della scienza e della tecnologia oceanica, dell’energia offshore e della difesa possono garantire che i ROV, gli AUV, i droni subacquei e le altre piattaforme sottomarine offrano prestazioni sicure, prevedibili ed economicamente vantaggiose per tutta la loro durata operativa.