Ketika perhatian manusia beralih ke kedalaman laut yang misterius, kendaraan bawah air otonom (AUV) dan kendaraan yang dioperasikan dari jarak jauh (ROV) memainkan peran yang semakin penting. Inti dari robot bawah air ini adalah sistem propulsi mereka yang canggih.

Pendorong bawah air saat ini merupakan bentuk propulsi yang paling umum untuk AUV dan ROV. Unit propulsi ini dengan cerdik menggabungkan baling-baling dengan sistem hidrolik atau listrik untuk memberikan gerakan maju. Namun, sistem propulsi hidrolik, dengan ukurannya yang besar, berat yang signifikan, dan jaringan katup dan pipa yang kompleks, biasanya disediakan untuk ROV kelas kerja berukuran besar.

Propulsi Listrik: Pusat Kekuatan Robotika Bawah Air

Pendorong bawah air listrik telah muncul sebagai pilihan utama untuk AUV dan ROV yang lebih kecil karena ukurannya yang ringkas dan fleksibilitasnya. Sistem ini biasanya menggunakan motor DC tanpa sikat atau motor sinkron magnet permanen. Untuk menahan kondisi bawah air, motor disegel dalam ruang berisi udara atau oli atau dirancang untuk beroperasi terendam, langsung menggunakan air untuk pendinginan dan pelumasan untuk meningkatkan efisiensi termal dan memperpanjang umur motor.

Untuk meningkatkan kemampuan manuver, beberapa kendaraan bawah air tak berawak (UUV) menggunakan teknologi dorong vektor. Dengan memposisikan pendorong secara strategis, UUV dapat secara tepat mengontrol arah gerakannya, mencapai kelincahan yang luar biasa. ROV umumnya memiliki empat, enam, atau delapan pendorong, dengan minimal enam diperlukan untuk gerakan enam derajat kebebasan penuh—gelombang, angkat, goyangan, guling, picu, dan guling.

Peran Kritis Desain Baling-Baling

Baling-baling berfungsi sebagai komponen penting yang mengubah gerakan rotasi menjadi dorongan. Untuk mencapai efisiensi propulsi maksimum, desain baling-baling harus sangat cocok dengan karakteristik torsi motor. Selain itu, mengingat perendaman mereka yang konstan dalam air laut, baling-baling membutuhkan bahan tahan korosi seperti paduan aluminium-baja tahan karat.

Daya Apung Variabel: Keuntungan Unik Glider

Di luar sistem baling-baling konvensional, glider bawah air menggunakan metode propulsi yang khas—daya apung variabel. Pendekatan ini menggunakan kandung kemih internal yang mengembang atau mengempis untuk mengubah kepadatan kendaraan, memungkinkan pendakian atau penurunan. Glider menggunakan hidrofoil selama penurunan untuk menghasilkan gerakan maju, menciptakan lintasan bergigi gergaji yang khas. Tanpa memerlukan motor atau komponen yang kompleks, glider bawah air mencapai konsumsi energi yang sangat rendah, menawarkan daya tahan yang jauh melampaui jenis AUV lainnya.

Pendorong Listrik: Teknologi Inti untuk Mobilitas Bawah Air

Pendorong bawah air listrik berfungsi sebagai komponen penting yang memungkinkan gerakan otonom atau yang dikendalikan dari jarak jauh pada kendaraan bawah air. Dibandingkan dengan rekan hidroliknya, pendorong listrik menawarkan keunggulan yang berbeda dalam hal kekompakan, desain ringan, dan presisi kontrol, menjadikannya ideal untuk berbagai aplikasi AUV dan ROV.

• Jenis Motor: Motor DC tanpa sikat (BLDC) unggul dalam efisiensi, umur panjang, dan perawatan rendah, sementara motor sinkron magnet permanen (PMSM) memberikan kepadatan daya dan karakteristik torsi yang unggul untuk tugas bawah air yang menuntut.
• Enkapsulasi Motor: Solusi berkisar dari penutup yang disegel udara atau oli untuk operasi dangkal hingga desain yang sepenuhnya terendam yang memanfaatkan air untuk pendinginan di lingkungan laut dalam.
• Sistem Kontrol: Sistem canggih mengintegrasikan penggerak motor, sensor, dan algoritma untuk secara tepat menjalankan perintah navigasi.

Dorong Vektor: Memungkinkan Manuver Presisi

Teknologi dorong vektor merupakan kemajuan signifikan dalam propulsi bawah air, yang memungkinkan kontrol gerakan tiga dimensi melalui penempatan pendorong strategis dan algoritma canggih. Kemampuan ini terbukti sangat berharga untuk operasi bawah air yang kompleks yang memerlukan navigasi yang tepat.

Arah Masa Depan dalam Propulsi Bawah Air

Evolusi berkelanjutan dari sistem propulsi bawah air berfokus pada peningkatan efisiensi, keandalan, dan kecerdasan. Perkembangan di masa depan akan menggabungkan teknologi motor canggih, desain baling-baling yang dioptimalkan, dan algoritma kontrol yang lebih cerdas. Teknologi yang muncul seperti propulsi jet air dan propulsi magnetohidrodinamik dapat menawarkan kemungkinan baru untuk robotika bawah air.

Kemajuan dalam teknologi propulsi bawah air akan secara signifikan memajukan penelitian kelautan, eksplorasi sumber daya, dan pemantauan lingkungan, menyediakan alat yang ampuh untuk eksplorasi dan pemanfaatan sumber daya laut oleh umat manusia.