BMESHIP fejlesztési irányok

Tegnap este (hajnalban) lefekvés előtt sok gondolat kavargott a fejemben, hogy merre lehetne továbbindulni amint meglesz a fránya Terek II (nagyon remélhetőleg).

Térkép 3D-sítése, HLI szerkezetátalakítás (egy hajó indításához tényleg csak a Ship objectet kelljen meghívni a megfelelő paramélterekkel), hajók közti kommunikáció (pályafoglalás), multi-agent útvonaltervezés (Pl. ant-colony, particle swarm optimization).

Motor

Ez a bejegyzés a hajóról és motorjáról szól, a Stirling-motor építési tapasztalatokhoz a "Stirling" kulcsszóra keress.

A hajó meghajtását Stirling-motorra bíznám, vagy legalábbis a pufferakkumulátorok töltését. Lássuk miért:

A norvég és dán tengeralattjárók kizárólag stirling-motor meghajtásúak, ezért talán nem annyira hamvába halt ez az ötlet.

Egy stirling motor megépítése lényegesen olcsóbb, mint egy akkumulátoros energiatárolás kiépítése. Ráadásul sokkal hosszabb üzemidõt eredményez.

A tengert kihasználva a Motor-körfolyamat hatásfokát nagymértékben növelhetjük a hideg oldal erõteljes vízhûtésével.

Veszélyei:

A Stirling motor külsõégésû motor. Meghibásodás esetén meggyulladhat az egész hajó.

A motor csúcsteljesítménye relatíve alacsony. Intelligens fogyasztóvezérlésre van szükség ilyen jellegû meghajtásnál, vagy pufferelt energiafogyasztásra.

A motor az Alfa-stirling elrendezést követné, és dupla kialakítású lenne.
Elõnye, hogy sokféle elrendezést követhet, így a melegoldali dugattyúk a "vaka"-ban, míg a hidegoldali dugattyúk az oldal-hajótestekben helyezhetõek el. Így a két motor teljesítménye és a súlyelosztás is kiegyenlítettebb.
Hátránya, hogy két légmentes dugattyúra van szükség motoronként, ezért a motor belsõ ellenállása valamivel magasabb.

A hajótest

Az energiaforrás, vezérlõszoftver, gps/rádió vevõ és a hajótest kritikus részei a designnak. Minden olyan eleme a rendszernek, mely meghibásodása esetén a hajó képtelen elérni a partot (ahol állunk) kritikus. Ezek között nem állítható fel prioritássorrend, hibátlanságuk ÉS kapcsolatban áll a vízrebocsájthatóság feltételében.
Mivel azonban az idõ és költségkeret szûkös, a hajótest határozza meg a többi elem korlátait, nem pedig fordítva, ahogy logikus lenne.
Emellett a hajótest megbízhatósága különösen kritikus, hiszen a meghibásodása esetén nem csak mentés szükséges, hanem teljes újjáépítés.
Ezért, és hajódinamikai okokból a hajótest Trimaran elrendezést követ.

Earthrace Trimaran - inspiráció.

Bármely hajótest meghibásodàsa esetén a másik kettõ képes a hajó vízfelszínen tartására, valamint az egyik ama levásásakor is a felszínen marad a hajó.
A trimaran hajótest meglehetõsen stabil, így magasabbra kerülhetnek a felépítmények.
A lényegesen nagyobb szélesség/hoszzúság arány miatt fordulékony hajót kapunk, míg az egyenes irányú közegellenállás nem nõ jelentõsen.
A trimaran hátrányaiként tartják számon az orrabukás veszélyét, a nehéz kikötõi manõverezést és alacsony helykihasználást. Az elõbbi feltétel csupán vitorláshajók esetében érvényes, az utóbbiak csak nagyméretû, ember szállítására alkalmas hajók esetében áll fenn. Így egyértelmûen jó megoldásnak tekinthetjük a háromtestes kialakítást.

BMESHIP.01

A BMESHIP.01 célja egy - mûszaki értelemben - egyszerû és megbízható távirányítható és/vagy autonóm vezérlésû hajó megvalósítása.

A projektet saját zsebbõl finanszírozom, így nagy hangsúlyt kapott a prototípus költséghatékonysága is. Megjegyzendõ, hogy ami prototípus esetében olcsó megoldás, tömeggyártás esetén kimondottan drága és rossz megoldás lehet. Mint például a python alapú vezérlés, könnyû és gyors fejleszteni, de ha nem módosul rendszeresen a program, felesleges.

Azért használom a hajó kifejezést, mert az elsô változat csupán GPS és iránytû szenzorokkal lesz felszerelve.

AAU hajó

Egyelõre fantázianeveket használok, hogy elrejtsem ennek a blognak a létezését, hogy elkerüljem a kiröhögéseket, ha nem lesz belõle semmi :)
A címben említett projekthez legelõször meg kell köszönnöm RLC, NØ, FJ és TM segítségét, pontosabban én segítettem nekik, és rengeteget tanultam tõlük Aalborgban. Remélem õk is tõlem valamennyit. A BMESHIP ötlete hozzájuk köthetõ, valamint több kisebb megoldásé is, pl a Stirling motor, a Python használata.
Röviden leírva a 0-ról hoztunk össze fél év alatt egy mûködõképes, teljesen autonóm vezérlésû robothajót. Hadd beszéljenek helyettem a teszteredmények:

Videók

A BMESHIP projekt célja hasonló, de nem egy összetákolt hajó létrehozása, hanem egy átgondolt, megbízható autonóm kutató-platformé.

Mi a célom ezzel?

Elsődlegesen saját magam motiválására hoztam létre, és hogy dokumentáljam a gondolatmenetemet, feljegyzéseket készítsek, ha éppen eszembe jut valami. Ahogy halad előre a projekt különböző döntéseket fogok itt megvitatni magammal, és érvelni mellettük, mert leírva sokkal értelmesebb, mint csak fejben pörgetni a dolgokat.

Ez nem hivatalos dokumentáció. Csupán informális megfontolások erről-arról, különböző megoldások gyűjteménye. Állapotkövetés, stb. Minél gyorsabban és egyszerűbben.

Majd idővel belejövök...

Emellett néhány többé-kevésbé kapcsolódó projekt is megtalálható lesz itt, archiválás szempontjából, ezek részletesel leírva, dokumentálva. Nem tudom, mennyire leszek hû az eredeti elképzelésemhez, talán ez lesz az elsõ és utolsó bejegyzés is, de próbálkozok...