Resumen

El conocimiento de las velocidades de un vehículo submarino operado a distancia (ROV) es crucial para el estudio del movimiento del ROV. Las ecuaciones de movimiento del ROV se complementan con los parámetros hidrodinámicos y las fuerzas que actúan sobre el ROV. Las matrices de los coeficientes de amortiguación hidrodinámica y las fuerzas externas que actúan sobre el ROV también se consideran en este estudio. Los resultados computacionales obtenidos por el método Runge-Kutta se comparan con el experimento. Parece que el modelo presentado puede ser útil para el diseño y la investigación de vehículos submarinos operados por control remoto.

1. Introducción

Los vehículos submarinos teledirigidos se utilizan ampliamente para misiones de inspección submarina, como la localización, el posicionamiento y la identificación de diversas estructuras y objetos sumergidos. Los ROV se han utilizado para trabajos de inspección, por ejemplo, inspecciones de tuberías, inspecciones de cubiertas e inspecciones de cascos de buques. También se utilizan para ayudar en la exploración de los recursos oceánicos y en la protección del medio ambiente marino. El uso militar de los ROV se destina principalmente a la caza y el desminado naval.

Existen numerosos estudios de investigación en el campo de los vehículos submarinos en todo el mundo. Muchas investigaciones sobre el movimiento de los vehículos submarinos asumen que la geometría del cuerpo tiene tres planos de simetría, lo que simplifica sustancialmente el modelo matemático del movimiento. Por ejemplo, Gomes et al. [1] estudiaron el movimiento del ROV de tres planos de simetría en la Universidad de Oporto. Asimismo, Marzbanrad et al. [2] aplicaron los tres planos de simetría para el diseño y control del ROV, construido en el Laboratorio Robótico de la Universidad de Shiraz. Además, Eidsvik y Schjølberg [3] de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología utilizaron tres planos de simetría para la evaluación de parámetros hidrodinámicos que caracterizan el comportamiento de sus ROV. En estos estudios, las matrices de los coeficientes de amortiguación hidrodinámica de los ROV son diagonales.

En este estudio, la investigación se centra en el ROV de forma compleja con dos planos de simetría y un plano asimétrico. Los resultados de la solución para el movimiento del ROV se comparan con el experimento. En la Fig. 1 se muestra la configuración del ROV examinado, que consta del cuerpo principal, dos luces, dos propulsores y dos bloques de flotación de equilibrio.

2. Modelo matemático del movimiento del ROV

El modelo matemático desarrollado proporciona soluciones para las velocidades, los parámetros hidrodinámicos y las fuerzas que actúan sobre el ROV.

• Materias:Vehículo submarino autónomo (AUV) Vectores de movimiento Modelo computacional
• Subjects:Autonomous underwater vehicle (AUV) Motion Vectors Computational Model
• Palabras claves:modelo matemático, ecuación de movimiento, vehículo submarino teledirigido, método RungeKutta, flujo de agua
• Keywords:mathematical model, motion equation, remotely operated underwater vehicle, RungeKutta method, water flow