Construirea unui submarin de la zero, chiar și la scară redusă, este o provocare impresionantă. Această sarcină implică competențe dintr-o serie de domenii, inclusiv inginerie mecanică, electronică și hidrodinamică. Deși pare o sarcină monumentală, cu suficiente cunoștințe, resurse, și cu o atenție riguroasă la detalii, este absolut posibil.
În cele ce urmează, ne vom concentra pe crearea unui submarin controlat de la distanță (ROV), de mărime mică, care poate fi construit cu piese disponibile în mod comun și cu o abordare DIY.
Faza de Proiectare a submarinului
- Proiectarea Inițială și Planificarea: Acest prim pas este esențial pentru a înțelege cerințele proiectului și a lua decizii strategice. În timpul proiectării, trebuie să se ia în considerare o serie de factori precum mărimea, forma, scopul submarinului, și capacitatea acestuia de a rezista presiunii subacvatice. Spre deosebire de un submarin la scară reală, modelul dvs. va trebui să fie suficient de mic pentru a putea fi manevrat cu ușurință, dar suficient de robust pentru a face față condițiilor subacvatice. De asemenea, ar trebui să decideți ce materiale veți folosi pentru construirea carcasei submarinului și care vor fi principalele sale funcții.
- Calculul greutății și flotabilității: Unul dintre cele mai critice aspecte ale proiectării unui submarin este calculul greutății și flotabilității. Un submarin trebuie să poată scufunda și să reiasă la suprafață într-un mod controlat, ceea ce înseamnă că trebuie să fie capabil să schimbe flotabilitatea. Acest lucru este de obicei realizat printr-un sistem de balast, care permite umplerea și golirea unui rezervor cu apă. În funcție de mărimea și greutatea submarinului, va trebui să calculați dimensiunea necesară a rezervorului de balast.
Construirea unui submarin
- Asamblarea carcasei: Începeți prin asamblarea carcasei submarinului. Aceasta ar trebui să fie suficient de robustă pentru a rezista la presiunea apei și să fie complet etanșă. Un material popular pentru carcasa submarinelor DIY este PVC-ul, datorită rezistenței sale la apă și ușurinței de prelucrare. Carcasa ar trebui să aibă suficient spațiu pentru a găzdui toate componentele necesare, inclusiv motorul, sistemul de balast, bateriile și electronicele de control.
- Instalarea motorului și a elicei: Majoritatea submarinelor DIY utilizează motoare electrice pentru propulsie. Motoarele electrice fără perii sunt o alegere populară datorită eficienței și durabilității lor. Elicea trebuie să fie atașată în mod sigur la motor și să fie poziționată în așa fel încât să maximizeze propulsia.
- Instalarea sistemului de balast: Pentru construirea unui submarin, acest sistem este esențial pentru controlul flotabilității submarinului. Puteți utiliza un balon sau un rezervor care se umple și se golește de apă pentru a controla flotabilitatea. Pentru a realiza acest lucru, va trebui să instalați o mică pompă care poate fi controlată electronic.
Sisteme electronice pentru submarin
Submarinul dvs. DIY va necesita o serie de sisteme electronice pentru a funcționa corect:
- Microcontroler: Arduino sau o placă similară poate fi utilizată ca „creier” al submarinului. Aceasta poate fi programată pentru a controla motoarele și pompa de balast, precum și pentru a primi și a răspunde la comenzi de la controlerul de suprafață.
- Controlere de motor: Acestea sunt necesare pentru a controla viteza și direcția motoarelor. Controlere de motor simple, care pot fi controlate de un microcontroler, sunt o alegere bună pentru acest scop.
- Senzori: În funcție de complexitatea proiectului dvs., puteți alege să instalați o serie de senzori pentru a monitoriza mediul înconjurător al submarinului. Acestea pot include senzori de temperatură, presiune, pH și alți parametrii relevanți. Aceste date pot fi înregistrate și analizate ulterior pentru a îmbunătăți performanța submarinului.
- Comunicare: Submarinul va trebui să fie capabil să comunice cu operatorul de la suprafață. Acest lucru poate fi realizat printr-un cablu de date lung sau printr-un sistem de comunicație fără fir, cum ar fi Wi-Fi sau radio. Cablul de date are avantajul de a asigura o conexiune fiabilă și rapidă, dar poate limita mobilitatea submarinului. Sistemele de comunicații fără fir permit o mai mare libertate de mișcare, dar pot fi mai dificil de implementat și pot avea o performanță variabilă sub apă.
Testare și Îmbunătățire
Odată ce toate componentele au fost asamblate și programate, este timpul să testați submarinul. Începeți cu teste într-un mediu controlat, cum ar fi o piscină sau o cadă mare de apă, pentru a vă asigura că toate sistemele funcționează corect. În această fază, ar trebui să verificați etanșeitatea, funcționarea motorului și a sistemului de balast, precum și comunicațiile între submarin și controlerul de suprafață.
După ce ați verificat că toate componentele de bază funcționează corect, puteți începe să îmbunătățiți și să rafinați designul. Acesta poate fi un proces îndelungat de încercare și eroare, în care veți învăța multe despre principiile hidrodinamicii, electronică și ingineria sistemelor.
Construirea unui submarin DIY poate fi o experiență de învățare incredibilă și o oportunitate de a explora ingineria într-un mod practic și hands-on. Deși este o provocare, cu răbdare și perseverență, puteți crea un submarin funcțional care poate explora lumea subacvatică.
Este esențial să rețineți că, deși construirea unui submarin la scară mică poate fi o experiență educativă și fascinantă, încercarea de a construi un submarin la scară mare, capabil să transporte oameni, implică riscuri semnificative și ar trebui întreprinsă doar de profesioniști cu experiență în ingineria navală și cu respectarea strictă a normelor de siguranță, dat fiind că un eșec al sistemelor critice în timpul unei imersiuni poate duce la situații periculoase sau chiar fatale.