Wydział Techniki Morskiej i Transportu ZUT

Transkrypt

1 Koło Naukowe ABYSAL Wydział Techniki Morskiej i Transportu ZUT Koło Naukowe ABYSAL przy Wydziale Techniki Morskiej i Transportu Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie istnieje od 2001 roku. Liczebność Koła wynosi przeciętnie ok. 10 osób. Działalność członków Koła skupia się na modernizacji systemu SMP (Systemu Monitoringu Podwodnego) pod kątem planowanych zadań badawczych i komercyjnych, przeprowadzaniu badań poszczególnych podzespołów ze szczególnym uwzględnieniem systemów sterowania ruchem bezzałogowego zdalnie sterowanego pojazdu podwodnego KRAB. Badania przeprowadzane są na basenie technologicznym WTMiT oraz w warunkach poligonowych na akwenach śródlądowych Pomorza Zachodniego i Bałtyku. Dodatkowo badany i eksploatowany jest system SMG (System Monitoringu Głębinowego z pojazdem MAGiS. Opiekun: dr inż. Mariusz Matejski - matmar@zut.edu.pl - tel , kom Przewodnicząca: Anna Sokołowska, sokolowska-anna@tlen.pl; WTMiT, IV rok OC Członkowie Koła ( 2013r): - Aneta Puła OC I rok, - Sylwia Prot OC II rok, - Karolina Tomaszewska OC II rok, - Łukasz Pieńkowski OC I rok, - Maciej Keler OC i rok, - Wojciech Sawicki OC I rok, - Tomasz Pender OC I rok, - Piotr Walczak OC I rok, - Gabriel Fijałkowski BJ II rok, - Anna Sokołowska OC IV rok, - Patryk Biel OC I rok, - Aleksandra Cybulska OC I rok. 1.Kierunki działania koła naukowego : 1. Badawcze Monitoring akwenów wodnych (jeziora, porty, Bałtyk) Wyprawy naukowe ( penetracja jezior i Bałtyku) 2. Modernizacja sprzętu badawczego

2 System Wykrywania Obiektów Technicznych (SMP dawniej SWOT) (naprawy bieżące, miniaturyzacja) z pojazdem KRAB Fot 1. Pięknie prezentujący się na tle Wałów Chrobrego system SMP z pojazdem KRAB ( Dni Morza 2011) System Monitoringu Podwodnego ( SMG) z pojazdem MAGiS Fot 2. Pojazd MAGiS na burcie okrętu Marynarki Wojennej przygotowany do badań ( Bałtyk 2009)

3 3. Naukowe Udział w konferencjach naukowych Współpraca z Kołami Naukowymi z innych ośrodków naukowych krajowych i zagranicznych Badania i eksperymenty na basenie WTM związane z funkcjonowaniem pojazdów i sterowaniem ruchem pojazdów 4. Informacyjne Prowadzenie aktywnej strony internetowej oraz uaktualnianie gazetki ściennej Kontakty i współpraca z Centrami Nurkowymi działającymi na terenie województwa zachodniopomorskiego. Kontakty i współpraca z firmami wykorzystującymi technikę podwodną Co udało nam się zrealizować? ( wybrane wyprawy badawcze) Oprócz referatów prezentowanych na konferencjach kół naukowych, przy okazji dni otwartych ZUT czy nocy naukowców, przeprowadziliśmy gruntowny przegląd i modernizację eksploatowanego przez nas systemu SMP ( Systemu Monitoringu Podwodnego). System ten powstał w roku 1992 i od tej pory jest ciągle modernizowany. Pozwala to na utrzymywanie go w ciągłej gotowości eksploatacyjnej. Prace badawcze prowadzone są w basenie technologicznym WTM. Ich zakres obejmuje zagadnienia związane ze sterowaniem ruchem pojazdów podwodnych. Szczególnie trudnym jest sterowanie po zadanej trajektorii. Gdy ruch pojazdu odbywa się w toni wodnej, gdzie nie występuje prąd oraz falowanie sprawa jest względnie prosta. Praca w prądzie wymaga ogromnej precyzji, szczególnie gdy mamy ograniczoną widoczność związaną z zanieczyszczeniem wody. W tym przypadku każdy nieostrożny ruch powoduje utratę kontaktu wzrokowego z obserwowanym obiektem i znacząco zwiększa czasochłonność wykonywanych prac.

4 Fot 3.. Pojazd podwodny KRAB na pomoście gotów do wodowania ( jez. Woświn) Kolejnym zagadnieniem są prowadzone przez nas badania poligonowe realizowane na akwenach śródlądowych i na Bałtyku. Przykładowo, ostatnio po raz drugi odbyły się one nad jeziorem Woświn.. Jest to jezioro leżące na Pojezierzu Drawskim, ze swoimi głębokościami sięgającymi 40m pobudzało naszą wyobraźnię. Po przeprowadzeniu niezbędnych przygotowań związanych z ustaleniem zakresu badań, ustaleniem konfiguracji sprzętu badawczego, przeprowadzeniu prób sprzętu byliśmy gotowi. Niemało czasu zajęły nam czynności związane z logistyką całego przedsięwzięcia ( trzeba było przygotować noclegi, sprzęt pływający, środki bezpieczeństwa związane z wykonywaniem prac na wodzie, zaprowiantowanie itp). Dzięki zaangażowaniu pracowników WTiTM: mgr inż. Łukasza Piskorskiego, dr hab. inż. Tadeusza Graczyka, opiekuna naszego Koła dr inż. Mariusza Matejskiego i członków Koła byliśmy gotowi do wyjazdu. Wyjazd planowany był na maj ale nieprzewidziane przeszkody w postaci uszkodzenia pojazdu podczas badań storpedowały nasze zamierzenia, dlatego dopiero po wakacjach można było przystąpić do realizacji naszego wyjazdu. Największe nasze obawy budziły warunki atmosferyczne w jakich przyjdzie nam działać. Koniec października to jednak już głęboka jesień. Aura okazała się jednak bardzo łaskawa. Już w czwartek wieczorem przy w promieniach zachodzącego słońca byliśmy na wodzie z echosondą i magnetometrem.

5 Fot 4. Zespół badawczy wyposażony w GPS, echosondę i magnetometr przeprowadza wstępne rozeznanie akwenu. Udało nam się również uruchomić system SMP i przeprowadzić badania strefy przybrzeżnej instalując się na pomoście. Fot 5. Zawsze w okolicach stanowiska sterowania i kontroli gromadzą się tłumy, ba nawet Dziekan

6 Piątek przywitał nas pięknym słońcem i ledwie wyczuwalnym wiaterkiem. Wykorzystaliśmy tą wymarzoną aurę cały dzień spędziliśmy na wodzie. Pierwsza grupa kontynuowała badanie akwenu przy pomocy echosondy i magnetometru wykorzystując łódź Druga grupa działająca z katamaranu prowadziła penetrację akwenu przy wykorzystaniu pojazdu KRAB. Dokonywaliśmy częstych zmian osobowych, gdyż każdy chciał nacieszyć się widokiem podwodnego świata.. Fot 6. Katamaran i grupa badawcza w akcji Ze względu na rozległość akwenu penetrację przy wykorzystaniu systemu SMP, w skład którego wchodzi pojazd podwodny KRAB, ograniczyliśmy do jego części północno - zachodniej. Pomocnym w penetracji były informacje uzyskane od grupy działającej z łodzi. Kapitalne znaczenie miało zabranie na badania systemu GPS pozwalającego z wystarczającą dokładnością trafić na wcześniej spenetrowane za pomocą echosondy i magnetometru miejsce. Wielkich odkryć w postaci zatopionego czołgu, samolotu czy jednostki pływającej nie udało się dokonać, jednak podwodny świat oczarował nas swym pięknem. Czas mijał szybko i o 10 godzinach spędzonych na wodzie przypomniał nam wychłodzony, mimo sprzyjającej aury i ciepłych ubrań, organizm. Rozpalone szybko ognisko pozwoliło na odzyskanie utraconych kalorii, a opowieściom nie było końca.

7 Fot 7. Nie ma to jak gorąca atmosfera przy ognisku Mogliśmy na gorąco jeszcze raz obejrzeć film obrazujący podwodne uroki jeziora. Nasze badania spotkały się również z dużym zainteresowanie ze strony mieszkańców Cieszyna i zarówno na brzegu jeziora jak i później przy ognisku. Zaszczycił nas swoją obecnością ówczesny prodziekan WTMiT dr hab. Inż. M. Taczała. Fot 8. Wieczorne podsumowanie pracowicie spędzonego dnia

8 Badania Bałtyku Z kolei na 10 urodziny jako Koło Naukowe dostaliśmy prezent. Znalazły się fundusze ( JM Rektor i Dziekan WTMiT) dzięki którym grono studentów badaczy oraz zmodernizowany pojazd podwodny KRAB mogli nareszcie spenetrować głębiny Bałtyku. W 10 urodziny 10 maja co za zbieg okoliczności wyruszyliśmy do Kołobrzegu. Pogoda sprzyjała, tak, że już ok. 9 zobaczyliśmy nasz statek. M/s Nurek, z którego mieliśmy prowadzić badania. Załadowanie sprzętu, a było tego sporo zajęło nam parę minut nie ma to jak zaangażowanie i dreszczyk ciekawości. W ostatniej chwili, gdy cumy były już na pokładzie okazało się, że w samochodzie został nowo zakupiony akumulator do napędu platformy kamer. Po 5 minutach był już na burcie- ufff. No i dalej pozostało tylko morze i znikający ląd. Ale cóż tam widoki, trzeba było skonfigurować i rozstawić sprzęt i przygotować KRABA do wodowania. Ale nawet dla początkujących badaczy to mały Pan Pikuś. Po chwili cały pokład utonął w kłębach kabloliny, a pod zaimprowizowanym dachem powstało stanowisko sterowania i kontroli. Fot 9 i 10 Stanowisko sterowania i kontroli z pojazdem KRAB łączyła taaaaaka ilość kabloliny Odpowiedni sposób zaształowania urządzenia budził podziw i szacunek wśród załogi Nurka. Po godzinie byliśmy w okolicach pierwszego wraku. To kontorpedowiec z czasów II wojny światowej. Jego pozycję pokazała echosonda. Dalej wszystko odbyło się w ekspresowym tempie: wodowanie, pokonanie 25m toni wodnej i piękny obraz dna.

9 Fot 11, 12, 13. Obraz z echosondy jest wrak!!!!!, wodowanie Kraba no i Krab w szmaragdowej wodzie Bałtyku Nowa kamera zakupiona dwa lata temu z funduszy przyznanych przez JM Rektora pokazała na co ją stać. Piękny obraz dna, uciekające flądry, a po chwili na początku niewyraźny, a potem w całej okazałości wrak kontrtorpedowca. Nie był to Titanic ale z zaparty tchem odkrywaliśmy kolejne jego fragmenty. Widoczność, jak na warunki Bałtyku była bardzo dobra, tak, że nawet na głębokości 25m nie musieliśmy używać świateł. Penetracji

10 towarzyszyły emocje związane z takim sterowaniem pojazdem, by nie zaplątać kabloliny o konstrukcję wraku. Udało nam się opracować technologię pływania umożliwiającą bezawaryjne pływanie w obrębie wraków przy satysfakcjonującej widoczności. Polega ona na wykorzystaniu dwóch kamer, jednej, głównej zainstalowanej z przodu pojazdu oraz drugiej zamontowanej z tyłu, pozwalającej na obserwację kabloliny, no i oczywiście obrazu dna. W przypadkach kolizyjnych operator może, wykorzystując obraz z kamery rufowej, w sposób stosunkowo prosty, wycofać pojazd w rejony bezpieczne. Fot 14, 15. Podwodny świat nareszcie jest wrak

11 O ile udało się to w stosunku do wraków, o tyle niespodzianka spotkała nas ze strony statku. Kablolina zaplątała się w jego śrubę. Obrazowo mówiąc kablolina znalazła się przy śrubie, która na skutek sił hydrodynamicznych wywołanych pracą statku na fali obróciła się powodując jej wciągnięcie w obręb okna sterowego. Efekt widać na zdjęciu. Fot 16. No i mamy problem byle by tylko nie uruchomili silnika Już nasi płetwonurkowie ubierali skafandry, już chcieli skakać do wody, gdy burtowe konsylium, po przeprowadzonej burzy mózgów, zawyrokowało: wyciągamy pojazd na pokład, odczepiamy kablolinę i po zaszczelnieniu workami złącza wrzucamy do wody i próbujemy przeciągnąć pod statkiem. Efekt był natychmiastowy. Po wyciągnięciu kabloliny na pokład, przemyciu złącza słodką wodą i wysuszeniu - po następnych 10 minutach pojazd był znowu gotów do dalszej pracy. Kolejnym wrakiem był Zbożowiec, a na końcu kuter rybacki. Ten ostatni był już w stanie kompletnego rozpadu. Dzień szybko minął i trzeba było wracać do portu. Jeszcze na końcu pamiątkowe zdjęcie z załogą, Nurkiem i Krabem i trzeba było żegnać gościnny Kołobrzeg.

12 Fot 17. Członkowie wyprawy jeszcze na m/s Nurek W trakcie wyprawy udało nam się spenetrować dwa wraki. Jeden niestety, najprawdopodobniej za sprawą Neptuna, się przed nami ukrył. Pomimo sześciu prób dotarcia do niego nie udało nam się go odnaleźć. Neptun, w tym momencie nie był dla nas łaskawy, a może chciał by kolejni członkowie Koła kontynuując dzieło poprzedników zorganizowali kolejną wyprawę badawczą na wraki. Miejmy nadzieję, że nie będą musieli czekać kolejnych 10 lat. Badania na basenie technologicznym WTMiT Na zapleczu WTMiT znajduje się basen technologiczny o wymiarach 20x6x4m, w którym prowadzone są prace badawcze związane z : Próbami ruchowymi pojazdów ( po przeprowadzonych modernizacjach oraz przed wyprawami badawczymi) Testami nowych rozwiązań konstrukcyjnych Testami układów automatyki związanych ze sterowaniem ruchem pojazdu Doskonaleniem umiejętności sterowania pojazdami

13 Fot 18. Przygotowanie pojazdu KRAB do wodowania Fot 19. Wodowanie to bardzo odpowiedzialna operacja

14 Fot 20. No i mamy KRABA pod wodą w basenie na tle siatki pomiarowej Fot 21. Sterowanie pojazdem po zadanej trajektorii jest bardzo trudne i wyczerpujące

15 Fot 22. Z góry natomiast wygląda to bardzo malowniczo Udział w Konferencjach Naukowych ( wybrane konferencje) 1. Krzysztof Iwankiewicz, Szymon Kłoczko, Paweł Kulawiak, Głębinowy system obserwacyjno badawczy, Akademia Morska w Szczecinie II KONFERENCJA STUDENCKICH KÓŁ NAUKOWYCH KSKN 2005 ( Szczecin 9 10 listopada 2006) 2. Remigiusz Gadaliński, Kierunki modernizacji systemów sterowania ruchem nośników podwodnych KRAB i MAGIS;II Międzynarodowa Konferencja Studenckich kół Naukowych; Akademia Podlaska, Siedlce Krzysztof Iwankiewicz, Szymon Kłoczko, Paweł Kulawiak; Zdalnie sterowane pojazdy podwodne typu ROV jako narzędzie do badania stanu środowiska wodnego; V Międzynarodowa Konferencja Studenckich kół Naukowych; Akademia Podlaska, Siedlce Krzysztof Iwankiewicz, Szymon Kłoczko, Paweł Fornalczyk, Krzysztof Malinowski;Warunki pozyskiwania danych uczących dla stworzenia neuronowego modelu ruchu pojazdu podwodnego KRAB w płaszczyźnie pionowej, II Konferencja Studenckich Kół Naukowych, Akademia Morska, Szczecin 2006

16 5. Krzysztof Iwankiewicz, Damian Ręcławowicz, Paweł Fornalczyk, Krzysztof Malinowski, Budowa neuronowego modelu ruchu pojazdu podwodnego KRAB w warunkach uproszczonych badań basenowych, I Studenckie Sympozjum Naukowe Elektrodynamiki, Politechnika Opolska, Opole Anna Nowicka, Katarzyna Rogowska, Przemysław Chmura, Krzysztof Iwankiewicz, Metodyka badań wstępnych akwenów wodnych z wykorzystaniem pojazdu podwodnego na przykładzie Jeziora Portowego w Szczecinie, I Uczelniana Sesja Studenckich Kół Naukowych ZUT w Szczecinie Anna Sokołowska, Łukasz Marszałek, Zastosowanie i wykorzystanie robotów podwodnych do badania i monitorowania środowiska wodnego, II Ogólnopolska Sesja Kół Naukowych, Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. Prof. Stanisława Tarnowskiego w Tarnobrzegu, Tarnobrzeg Anna Sokołowska, Zastosowanie zdalnie sterowanych pojazdów podwodnych do badania i monitorowania środowiska wodnego, XVII Międzynarodowa Konferencja Studenckich Kół Naukowych, Uniwersytet Przyrodniczy, Wrocław 2012 Opiekun Koła: Dr inż. Mariusz Matejski