HSB Bionik

Challenge Based Learning

TURTLEROV - Energieeffiziente Hüllenoptimierung

Masterarbeit aus dem Master BMS

Der Unterwasserroboter OpenROV verfügt über eine externe Steuerung und Datenversorgung, ist jedoch auf eine integrierte Batterie angewiesen. Dadurch spielt eine energieeffiziente Auslegung eine zentrale Rolle. Ziel der Arbeit war es, die Außenhülle des OpenROV nach biologischen Vorbildern strömungsgünstig zu optimieren. Als Open-Source-Produkt stehen unter anderem die CAD-Daten frei zur Verfügung und ermöglichten eine gezielte bionische Weiterentwicklung der Geometrie.

 

Die optimierte Strömungshülle – das sogenannte TurtleROV – wurde umfangreich im Windkanal getestet. Dabei konnten die frontal wirkenden Widerstandskräfte um 67,5 bis 77,6 % und die seitlich wirkenden Kräfte um 49,7 bis 66,5 % reduziert werden. Im Funktionstest erreichte das TurtleROV im Vergleich zum ursprünglichen OpenROV eine um bis zu 94 % höhere Geschwindigkeit. Gleichzeitig konnte die effektive Reichweite etwa verdoppelt bzw. die Einsatzzeit deutlich verlängert werden. Auch die Manövrierfähigkeit verbesserte sich erheblich: Bei Wendemanövern um die Vertikalachse war das TurtleROV etwa dreimal schneller. Zudem ermöglicht die neue Strömungshülle den Einbau weiterer funktionaler Komponenten, ohne die Umströmung negativ zu beeinflussen.

Bionisch optimierter Unterwasserroboter.

Abb.: Autonomer Unterwasserroboter in Aktion.

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