Thrust measurement of biomimetic underwater vehicle with undulating propulsion

• Autorzy: Szymak P. , Przybylski M.

Identyfikatory

DOI

10.2478/sjpna-2018-0014

Warianty tytułu

PL

Pomiar naporu biomimetycznego pojazdu podwodnego z napędem falowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the recent years, a dynamical development of an underwater robotics has been noticed. One of the newest group of underwater robots are biomimetic underwater vehicles. These vehicles are driven by undulating propulsion imitating fins of underwater creatures, e.g. a fish, a seal, etc. This paper undertakes problem of thrust measurement of new biomimetic underwater vehicle equipped with undulating propulsion. At the beginning, the stand for thrust measurement is described. Then, two constructions of BUVs imitating a fish and a seal are presented. Further, the results of thrust measurement for two different undulating propulsions are inserted. At the end of the paper containing conclusions from performed measurements and foreseen research is included.

PL

W ostatnich latach nastąpił dynamiczny rozwój robotyki podwodnej. Jedną z najnowszych grup robotów podwodnych są biomimetyczne pojazdy podwodne (BPP) napędzane ruchem falowym imitującym ruch płetw podwodnych zwierząt, np. ryb, fok itp. W artykule dokonano pomiaru naporu nowego BPP wyposażonego w napęd falowy. Na początku opisano stanowisko do pomiaru naporu. Następnie przedstawiono dwie konstrukcje BPP imitujących ruch ryby i foki. W dalszej kolejności zaprezentowano wyniki pomiarów naporu dla dwóch różnych typów napędu falowego. Na końcu artykułu zawarto wnioski z przeprowadzonych pomiarów, a także przewidywane kierunki dalszych prac badawczych.

Słowa kluczowe

EN

biomimetic underwater vehicle; undulating propulsion; thrust measurement

PL

biomimetyczny pojazd podwodny; napęd falowy; pomiar naporu

• Wydawca: Akademia Marynarki Wojennej im. Bohaterów Westerplatte
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 59 nr 2 (213)
• Strony: 69--82
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Szymak P.

• Polish Naval Academy, Faculty of Mechanical and Electrical Engineering, Śmidowicza 69 Str., 81-127 Gdynia, Poland

autor

Przybylski M.

• Polish Naval Academy, Faculty of Mechanical and Electrical Engineering, Śmidowicza 69 Str., 81-127 Gdynia, Poland

Bibliografia

• [1] Chu W.-S., Review of Biomimetic Underwater Robots Using Smart Actuators, ‘International Journal of Precision Engineering and Manufacturing’, 2012, Vol. 13, No. 7, pp. 1281–1292.
• [2] Curet O. M., Patankar N. A., Lauder G. V., MacIver M. A., Mechanical properties of a bio-inspired robotic knifefish with an undulatory propulsor, ‘Bionispiration & Biomimetics’, 2011, No. 6.
• [3] Liu F., Lee K., Yang C., Hydrodynamics of an Undulating Fin for a Wave-Like Locomotion System Design, IEEE/ASME ‘Transactions on Mechatronics’, 2012, Vol. 17, Issue 3, pp. 554–562.
• [4] Liu G., Ren Y., Zhu J., Bart-Smith H., Dong H., Thrust producing mechanisms in ray-inspired un-derwater vehicle propulsion, ‘Theoretical and Applied Mechanics Letters’, 2015, Vol. 5, Issue 1, pp. 54–57.
• [5] Low K. H., Modelling and parametric study of modular undulating fin raysfor fish robots, ‘Mecha-nism and Machine Theory’, 2009, Vol. 44, pp. 615–632.
• [6] Malec M., Morawski M., Szymak P., Trzmiel A., Analysis of Parameters of Traveling Wave Impact on the Speed of Biomimetic Underwater Vehicle, ‘Solid State Phenomena’, 2014, Vol. 210, pp. 273–279.
• [7] Neveln I., Bale R., Bhalla A. P., Curet O. M., Patankar N. A., MacIver M. A., Undulating fins produce off-axis thrust and flow structures, ‘Journal of Experimental Biology’, 2014, Vol. 217, pp. 201–213.
• [8] Piskur P., Szymak, P., Algorithms for passive detection of moving vessels in marine environ-ment, ‘Journal of Marine Engineering & Technology’, 2017, Vol. 16, Issue 4, pp. 377–385.
• [9] Szymak P., Bruski S., Microprocessor system for measurement of a thrust generated by an under-water vehicle, ‘Applied Mechanics and Materials’, 2016, Vol. 817, pp. 162–167.
• [10] Szymak P., Praczyk T., Naus K., Szturomski B., Malec M., Morawski M., Research on biomimetic underwater vehicles for underwater ISR, Proc. of SPIE 9831, Ground/Air Multisensor Interopera-bility, Integration, and Networking for Persistent ISR VII, Baltimore 2016.
• [11] Szymak P., Simulation and control of biomimetic underwater vehicle with undulating propul-sion, ‘WSEAS Transactions on Systems’, 2016, Vol. 15, pp. 180–187.
• [12] Ye X., Su Y., Guo S., Wang L., Design and realization of a remote control centimeter-scale ro-botic fish, IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, 2008, pp. 25–30.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)