Drony podwodne ROV – charakterystyka, wykorzystanie, modele
Myśląc o dronach bardzo często wyobrażamy sobie bezzałogowe statki powietrzne, najczęściej pod postacią kompaktowych quadrocopterów o wysokim wyrafinowaniu technologicznym oraz zaawansowanych możliwościach. Faktem jest, że bezzałogowe statki powietrzne znacząco spopularyzowały robotykę w społeczeństwie.
Niestety niewiele osób wie, że drony to nie tylko konstrukcje latające, które ograniczają się do wykorzystania w przestrzeni powietrznej. Bezzałogowce wykorzystywane są również pod powierzchnią, a konkretnie w akwenach wodnych, jeziorach, ciekach wodnych, morzach czy oceanach, a więc trudno dostępnych przestrzeniach. Zaawansowane konstrukcje bezzałogowe otwierają nowe możliwości eksploracji, monitoringu oraz interwencji w środowisku wodnym przy jednoczesnym ograniczeniu do minimum ryzyka dla ludzi oraz błędów związanych z czynnikiem ludzkim.
Drony podwodne ROV – klasyfikacja
Dron podwodny ROV (Remote Operated Vehicle) to zdalnie sterowane urządzenie przeznaczone do pracy pod wodą. Konstrukcje tego typu są zazwyczaj wyposażone w kamery, sensory i różnego rodzaju narzędzia, co pozwala na przeprowadzanie skomplikowanych operacji podwodnych bez konieczności zanurzania nurków. Drony podwodne stanowią aktualnie kluczowe narzędzie w wielu dziedzinach, od nauki i badań po przemysł i ratownictwo, umożliwiając wykonywanie zadań, które byłyby niemożliwe lub zbyt ryzykowne dla ludzi.
Historia dronów podwodnych ROV
Ze względu na gwałtowny rozwój nowych technologii, postępującą robotyzację oraz miniaturyzację, a także optymalizację kosztową drony podwodne typu ROV zyskują na popularności od kilkunastu lat. Warto jednak wiedzieć, że rozwój tego typu konstrukcji trwa od połowy ubiegłego wieku.
Pierwsze zdalnie sterowane drony podwodne zostały wynalezione w latach 50-tych XX wieku. Ich konstrukcja umożliwiała wykonywanie misji dla marynarki wojennej oraz projektów badawczych.
Już w latach 60-tych drony podwodne zostały wykorzystane do odzyskania zagubionej bomby atomowej u wybrzeży Hiszpanii. Operacja ta była ściśle tajna, a po jej odtajnieniu przyczyniła się do popularyzacji konstrukcji typu ROV.
Od lat 70-tych XX wieku drony podwodne są z powodzeniem wykorzystywane przez sektor komercyjny – zarówno w działaniach na rzecz przemysłu, jak i działaniach poszukiwawczo ratowniczych. Wystarczy jedynie nadmienić, że wrak Titanica został odkryty właśnie dzięki dronowi podwodnemu typu ROV. To właśnie tego typu konstrukcje pozwoliły skutecznie zbadać wnętrza najsłynniejszego transatlantyckiego statku typu Olympic.
Aktualnie drony podwodne wykorzystywane są w szerokim spektrum działań, a dzięki gwałtownemu rozwojowi silników przepływowych oraz akumulatorów litowo-jonowych od początku XXI wieku są to nowoczesne konstrukcje wykorzystujące ekologiczny i niezawodny napęd elektryczny. Od tego czasu drony podwodne typu ROV są nie tylko elementem wyposażenia dużych statków, ale również są wykorzystywane w wielu misjach cywilnych i wojskowych.
Rodzaje dronów podwodnych ROV
Na rynku możemy wyróżnić dwa rodzaje dronów podwodnych typu ROV (Remotely Operated Vehicle) – samodzielne konstrukcje pływające oraz konstrukcje na uwięzi.
Samodzielne drony podwodne sterowane są za pośrednictwem bezprzewodowe aparatury, a ich konstrukcja pozwala na poruszanie się pod wodą bez dedykowanej uwięzi i stacji naziemnej.
Dużo popularniejszym rodzajem dronów podwodnych są modele z uwięzia, które posiadają przewodowe połączenie ze stacją naziemną. Takie rozwiązanie pozwala na bezpieczne przekazywanie danych, niezachwianą komunikację drona z pozostałymi elementami ekosystemu, a także jest dodatkowym elementem bezpieczeństwa pozwalającym kontrolować położenie drona, który pozycjonowany jest bez systemów nawigacji satelitarnej (niedostępnych pod powierzchnią ziemi).
Drony podwodne ROV – cechy charakterystyczne
Do najważniejszych cech dronów podwodnych zaliczamy:
- Wszechstronne wyposażenie – dedykowane moduły payload pozwalają na integrację kamer, oświetlenie, sensorów, czujników, chwytaków i innych narzędzi specjalistycznych
- Wysoka manewrowość i mobilność – drony typu ROV to niewielkie konstrukcje, które mogą poruszać się w ciasnych przestrzeniach
- Długotrwałość czasu operacji – nowoczesne konstrukcje pozwalają na przebywanie pod powierzchnią przez wiele godzin bez konieczności przerw
- Bezpieczeństwo na najwyższym poziomie – wykorzystanie dronów ROV ogranicza ryzyko uszczerbku dla zdrowia oraz pozwala na dokładniejsze wykonywanie misji dzięki dostępowi do danych telemetrycznych i kamer w czasie rzeczywistym
- Efektywność kosztowa – wdrożenie dronów podwodnych jest rozwiązaniem optymalnym kosztowo. Konstrukcje tego typu nie wymagają specjalistycznej obsługi oraz serwisu.
Dzięki powyższym cechą drony podwodne są niezwykle użytecznym narzędziem w wielu dziedzinach – od badań naukowych po przemysł i ratownictwo oferując przy tym niezawodne i precyzyjne narzędzia pracy w środowisku podwodnym.
Drony podwodne ROV – zastosowania
Ze względu na szerokie możliwości personalizacji, różnorodność konstrukcji oraz możliwość rozbudowy ekosystemu (dron, system sterowania, stacja naziemna, integracja ze specjalistycznymi narzędziami) drony podwodne ROV mają szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach. Na porządku dziennym jest wykorzystanie ich w następujących zastosowaniach:
- Mapowanie dna morskiego
- Badania biologiczne
- Gromadzenie próbek
- Inspekcje, konserwacja oraz naprawy rurociągów i platform wiertniczych
- Dokumentacja oraz eksploracja wraków
- Poszukiwanie zaginionych osób i obiektów
- Ratownictwo morskie
- Kontrola zanieczyszczeń
- Monitorowanie zmian klimatu
- Ochrona portów i instalacji morskich
- Operacje wojskowe (zwiad, rozpoznanie, neutralizacja)
- Inspekcja kabli podmorskich
- Konserwacja farm wiatrowych
Blueye X3 – uniwersalny dron podwodny ROV
Przykładem uniwersalnego drona podwodnego ROV może być norweski Blueye X3. Jest to dron podwodny produkowany z wykorzystaniem europejskich komponentów, który powstał na bazie doświadczeń pracowników Norweskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii w Trondheim.
Rozwiązanie od Blueye składa się z całego ekosystemu bezzałogowego drona podwodnego typu ROV. Razem z samym dronem dostarczana jest uwięź, stacja naziemna, kontroler zdalnego sterowania oraz ekosystem aplikacji do zarządzania konstrukcją i podglądu danych z kamery. Całość może być również zintegrowana z innymi narzędziami poprzez udostępnione API.
Dron posiada trzy porty do podłączania dodatkowych modułów payload takich jak sonary, chwytaki, dodatkowe sensory czy oświetlenie o zwiększonej mocy. Wbudowana kamera o wysokiej jakości pozwala na bieżąco obserwować otoczenie i gromadzić dane na wbudowanej pamięci masowej o wysokiej prędkości i odporności na warunki atmosferyczne.
Konstrukcja waży zaledwie 8,6 kg wraz z balastem, a dzięki czterem silnym silnikom strumieniowym pozwala na wykonywanie misji o długotrwałości do 5 godzin na głębokości nawet do 305 metrów. System sonarów pozwala łatwiej nawigować i sterować dronem w ciężko dostępnych miejscach o ograniczonej widoczności, a wbudowany system pozycjonowania pozwala na uzyskiwanie dokładnych koordynat odnalezionych przedmiotów lub kluczowych punktów strategicznych.
Norwerski Blueye X3 to wysoce uniwersalny dron, który może na bieżąco (wprost z jednostki) strumieniować obraz do popularnych platform takich jak Microsoft Teams, a opcjonalne akumulatory o zmniejszonej pojemności (99,5 Wh) pozwalają na transportowanie drona drogą powietrzną.
Drony to nie tylko konstrukcje latające
Drony podwodne typu ROV (Remote Operated Vehicle) stanowią kluczowe narzędzie w eksploracji i działalności podwodnej. Dzięki zaawansowanemu wyposażeniu, takim jak kamery, oświetlenie, różnorodne sensory i manipulatory, ROV-y umożliwiają wykonywanie skomplikowanych operacji na dużych głębokościach, gdzie warunki są zbyt niebezpieczne dla ludzi. Ich wszechstronność i modularność pozwalają na szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach, w tym w badaniach naukowych, inspekcjach przemysłowych, archeologii podwodnej, operacjach ratunkowych oraz monitorowaniu środowiska.
Zdalne sterowanie, zaawansowane systemy nawigacyjne i trwała konstrukcja sprawiają, że drony podwodne są niezastąpione w precyzyjnym i bezpiecznym wykonywaniu zadań pod wodą. Ich rozwój i zastosowanie przyczyniają się do lepszego zrozumienia i ochrony podwodnych ekosystemów oraz zwiększenia efektywności działań przemysłowych i ratunkowych.
