Bu konudaki ciddi ilerlemeler ise, ABD Donanması tarafından gerçekleştirilmiştir. The United States Navy is credited with advancing the technology to an operational state in its quest to develop robots to recover underwater ordnance lost during at-sea tests. ROVs gained in fame when US Navy CURV (Cable Controlled Underwater Recovery Vehicle) systems recovered an atomic bomb lost off Palomares Spain in an aircraft accident in 1966, and then saved the pilots of a sunken submersible off Cork, Ireland, the Pisces in 1973, with only minutes of air remaining.

Sonraki hızlı ilerlemeler ile, ROV’leri açıkdenizde petrol araştırmalarında kullanmayı amaçlayan petrol şirketlerinden gelmiştir. Bu amaçla geliştirilmiş ilk örnekler, RCV-225 and the RCV-150, amerikan HydroProducts tarafından üretilmiş, ve diğer firmalar onları izlemiştir. Bugün, açık deniz petrol araştırmaları, ROV’ler en yoğun kullanım alanlarından birisini oluştırmaktadır..

3000m. ‘nin altında çalışma derinliklerine ulaşılmasıyla ROV’ler, daha düşük maliyette ve daha pratik modellerin de geliştirilmeye başlanmış ve bunun doğal sonucu olarak da, akademik kurumlardan, polis teşkilatına, özel araştırma kurumlarından askeri uygulamlara kadar oldukça yaygın bir kullanım alanı bulmuştur.

ENDÜSTRİYEL UYGULAMALAR: Özellikle 1970’lerin ortalarından bu yana, ROV’lerin en yaygın kullanım alanı bulduğu konu, açık deniz petrol çalışmaları (petrol patformu, boru hattı, petrol/gaz aramaları vs) başta olmak üzere her tür endüstriyel uygulamalar olmuştur. Özellikle iş sınıfı (work class) ROV’ler, 3000m. ‘yi aşan derinliklerde, ileri teknoloji kullanarak ağır görevleri yerine getirmekte ve maksimum 250m. ‘ler ile sınırlanan insanlı satürasyon dalışlarının pek çok kısıtlama ve tehlikelerini bertaraf etmektedirler

Bugün tüm dünyadaki ROV’lerin yaklaşık 60%’si, petrol/gaz ve benzeri enerji konuları ile ilgili işlerde kullanılmaktadır. Yapılan işler için çalışma derinlikleri 30m.’lerden 3000m.’lere dek yayılmaktadır ki, bu aralık ROV’lerin hemen tüm kategorilerinin çalışma aralığını kapsamaktadır.

Gözlem ve Veri Toplama amaçlı ROV’ler daha çok sığ sularda çalışırken, iş sınıfı ROV’ler ise açık deniz ve çok derin sularda faaliyet göstermektedir. Yapılan işler deniz dibi sondaj, platform/iskele kurma, değişik montaj işlemleri, boru hattı ve denizaltı kabloları serme/bağlama, bakım görevleri gibi oldukça zorlu ve karmaşık çalışmalar olabilmektedir.

ASKERİ UYGULAMALAR: Askeri uygulamalar açısından ROV’ler önceleri çoğunlukla sualtında gözlem yapmak ve daha çok kaybolan araç ya da silahların aranmaları için kullanılmıştır. Ancak daha sonra bu konuda kullanılan teknolojilerin de gelişmesi ile, ROV’ler mayın arama / yerleştirme işlerinden, istihbarat amaçlı görevlere kadar çeşitlilik göstermeye başlamıştır. Günümüzde askeri ROV kullanımı daha çok tam otonom (AUV) araçlar yönüne kaymaktadır.

Bu konuda en aktif çalışmalar Amerikan Donanması dışında, Rusya ve bazı avrupa ülkeleri tarafından yürütülmektedir.

AKADEMİK / BİLİMSEL: Bugün, endüstriyel uygulamlar dışında ROV’lerin en yaygın kullanıldığı alanlar akademik – bilimsel amaçlı çalışmalardır. Değişik derinliklerde, denizsuyu ya da canlı cansız herhangi bir objeden örnek almak dışında, özellikle video kamera ve/veya diğer algılayıcılar yardımıyla gözlem yapmak, kayıt almak, anlık veya sürekli ölçme yapmak, robot kollar vasıyasıyla değişik fiziksel görevlerde bulunmak, arama yapmak gibi çok yaygın kullanım alanları bulunmaktadır. Daha önceden bulunulamayan derinlik ya da çok tehlikeli olabilecek ortamlarda (sualtı yanardağları gibi), yüksek çözünürlüklü fotoğraf / video çekimleri, denizsuyu ya da gaz örnekleri almak gibi yetkinlikler ile yapılan bilimsel araştırmaların kapsamının genişlemesine ve yaygınlaşmasına yardımcı olmuştur.

ROV’lerden yararlananan disiplinler, okyanusbilim başta olmak üzere, biyoloji, ekoloji, çevre bilim, arkeoloji / sualtı arkeolojisi, jeoloji, sismoloji gibi pek çok akademik alan sayılabilir. Özellikle düşük maliyetli kompakt ve küçük ROV’lerin yaygınlaşması ile kullanımları da gün geçtikte artmaktadır. Özellikle ABD Sualtı Milli Parklarında, ROV’ler sürekli gözlem ve ölçmeleri için sıklıkla kullanılan maktadır.

Sözkonusu ana bileşenler, öncelikle tüm sistem düşünüldüğünde:

• Sualtı aracı
• Araç üzerindeki ekipman ve algılayıcılar
• Kontrol Ekranı (ları) / Konsol
• Elektrik Güç Dağıtımı / Sistemi
• Kablo Demeti
• Vinç Sistemi

şeklinde sıralanabilir.

Ayrıca tüm bu tasarım çalışması öncesinde, ROV Sisteminin toplam ve işletme maliyeti (hedef / öngörü), uygulama gereksinimleri, kullanılabilir teknoloji çeşitleri, motor gücü, boyut, ağırlık, suya indirme/alma için kullanılacak platform üzerindeki vinç sistemi ve kullanılabilir alan, maksimum çalışma derinliği, görev yükü, farklı amaçlar için esnek kullanabilme ihtiyacı gibi pek çok parametrenin belirlenmiş olması gerekmektedir.

Bu proje kapsamında, ilk sürüm olarak geliştirmesi planlanan ROV’nin, en düşük sınıf kompakt bir ROV olması planlanmıştır. Prototip sonrasında yapılacak iyileştirme ve yerli katkı oranlarının artırılması ile, nihai durumda günümüz piyasa koşulları ile 0-300m. derinlikte çalışabilecek, üzerinde aksam olarak sadece video kameralar ve aydınlatma sistemi olan bir model’in USD20K altında üretilebilmesi hedeflenmektedir. En pratik kullanım amaçlandığı için, fiziksel boyutların 70x70x90 cm., ağırlığı ise 40 kg’ ın altında tutulması hedeflenmektedir. Başlangıçta görev yükü öngörülmemekte ancak projenin ikinci aşamasında robot kol yan taramalı sonar entegrasyonu ile max. 5kg. (sudaki ağırlık) görev yükü taşınabilmesi planlaması yapılmaktadır. ROV’nin prototip geliştirme amacı olarak sadece bilimsel amaçlı sualtı araştırmalarında kullanılması planlanmaktadır.

Yüzerlik Kontrolu: Sualtı aracı öncelikle genel prensip olarak, yaklaşık 2 kg. civarında pozitif yüzerliğe sahip olacak şekilde tasarlanacaktır. Bunun başlıca sebebi, kontrolsuz acil durumlar için aracın kendiliğinde satha yükselebilmesini mümkün kılmaktır. Bir başka amaç, ağırlıklı olarak sualtında zeminin hemen üzerinde çalışılacağı öngörüsü ile, aracın düşey hareketini sağlayacak motorun çok hafif aşağı yönde çalıştırılması ile, dipten tortu kaldırmaksızın optimum çalışma ortamının yaratılması olacaktır.

Yüzerliğin kontrolü için, araç üzerindeki tüm aksamın dışında sabit ve değişken ağırlık elemanları kullanılmaktadır. Bunlardan sabit ağırlık elemanı, kapalı bir hacimde muhafaza edilen sentetik köpük olacaktır. Bu sentetik köpük, sualtı aracının “sabit pozitif yüzerlik” elemanı olacaktır. Değişken ağırlık olarak ise, her dalış öncesinde ilgili parametrelere göre belirlenecek (azaltılıp / artırılacak) kurşun ağırlıklardan ve o dalışta ilaveten araç üzerinde bulunabilecek ilave ekipman / sualtından alınabilecek örneklerin toplam ağırlığından oluşacak (görev yükü) sistemin tamamı tarafından belirlenecektir.

Kablo Demeti: ROV ile yüzeydeki kontrol merkezini birbirine bağlayan ana unsur kablo demetidir. Temel olarak sualtının aracının ihtiyacı olan enerjiyi (DC ve AC olabilir) ve temel iletişim verilerini taşır. Çoğunlukla, gerekli mekanik yük aktarımı da aynı kablo demeti içerisinde başka bir çekirdek tarafından sağlanmaktadır.

The power requirements translate into amperes. For each ampere it is necessary to have enough material to

Gerçeklenecek modelde, kablo demetinin uygun çapta bakır çift içeren (enerji için), çelik çekirdekli, fiber optik veya koaksiyel kablo gruplarından oluşturulması planlanmaktadır.

Kablo demetinin ağırlığı ve sarma sistemi de, tüm sistemin yüzerliğini ve araç üzerindeki motor güç kapasitesini etkileyecek önemli parametrelerdendir.

Enerji için yine maksimum pratik kullanım için 12V veya 24V. DC besleme kullanılacaktır. Dolayısıyla, araç üzerindeki tüm aksam, güç dağıtımı, iletişim bu temelde belirlenecektir.

İtici Sistem (Motor): ROV’lerde kullanılan itici sistemler temel olarak elektrik ve elektrohidrolik olarak iki başlık altında toplanır. Yine çok genel olarak, küçük /sığ kullanım derinlikli ROV’ler elektrik, büyük / derin deniz ROV’leri (iş sınıfı) elektrohidrolik motorlar kullanmaktadır.

Keza elektrik motorlar için de, sabit ya da değişken çalışma frekanslı alternatif akım motorları, doğru akım motorları, sabit magnet fırçalı ya da fırçasız motorlar, dişli sistemi kullanan / kullanmayan (rotor’un doğrudan pervaneye bağlı olduğu) gibi çok farklı alternatifler sözkonusudur.

Projede izlenecek metodoloji, başlangıçta nispeten pahalı ama doğrudan sualtında çalışmak üzere tasarlanmış fırçasız DC motorlar kullanarak aracı tamamlamak, ancak daha sonra uygun kaplin sistemi geliştirerek daha ucuz yine fırçasız DC motorlar üzerine housing sistemi ile sızdırmazlığı sağlamaktır. Bu şekilde maliyetleri önemli oranda aşağı çekmek mümkün olacaktır.

Araçta, ileri geri hareket için iki adet, dönüş hareketi için bir ve yukarı aşağı hareket için bir olmak üzere toplam dört motor kullanılacaktır. Ancak, daha sonra ileri geri hareket için kullanılacak motorların, aracın ana eksenine yaklaşık 15 derece açılı yerleştirilmesi ile, dönüş hareketini sağlayacak motorun elimine edilmesi ve aracın toplam üç motor ile tüm istenen hareketleri yapabiliyor olması hedeflenmektedir.

Kamera (lar): Kameralar, ROV’lerin (adeta) standart aksamı içerisinde yer almaktadır. ROV’nin kullanım amacına bağlı olarak, kullanılabilecek kamera özellikleri de değişebilmektedir. Sabit ya değişken odaklı (zoom), sabit ya da döner kaideli (pan-tilt), renkli ya da siyah beyaz kameralar kullanılabilmektedir.

Projede, maliyet unsuru da dikkate alınarak, sabit odak uzaklıklı ancak pan-tilt özellikleri olan bir renkli (aracın önünde yer alacak) kamera ve aracın arkası – kablo demetini gösterek, operatöre kullanım kolaylığı sağlayack bir siyah beyaz kamera kullanılacaktır.

Kullanılacak kameralar, DeepSea firmasının ürünleri arasından belirlenmiştir. Resimde görülen ve sistemde kullanılacak Multi-SeaCam kamerasi titanyum housing ile kullanıldığında 6000m. ‘ye efektif çalışabilmektedir.

Aydınlatma Sistemi: Aydınlatma unsuru, artan derinlikle birlikte hızla düşen günışığı yoğunluğu dışında, yine farklı derinliklere gün ışığı spektrumunun farklı ulaşması (ilk 15m. ‘de kırmızı rengin kaybolmasından başlayarak) ve ayrıca denizsuyundaki görüş koşullarının düşük olabilmesi gibi nedenlerle, en önemli sistem elemanlarından birisi olabilmektedir. Sadece sağlıklı bir sualtı navigasyonu değil aynı zamanda sağlıklı fotoğraf / video operasyonu için de hayati önemdedir.

Projede aydınlatma sistemi için yine DeepSea firmasının 100W ‘lık sistemlerinden iki adet kullanılacaktır..

YanTaramalı Sonar: Yan Taramalı Sonar, ses dalgalarının sualtı objeleri üzerinden yansıyıp dönmesi esasına göre çalışan ancak hareket ettirildiği eksenin iki yan tarafındaki sonar izlerini iki boyutlu bir resim oluşturacak şekilde ekran ya da bir yazıcıya döken cihazdır. Sualtında yapılan arama çalışmalarında en çok kullanılan ekipmanların başında gelmektedir. Projede komple sistem olarak tedarik edilecek bir yan taramalı sonarın, sisteme entegre edilerek, ROV kullanarak yapılacak arama çalışmalarının yetkinlik artırımı hedeflenmektedir.

Robot Kol (Manipülatör): Robot Kol, çoğu zaman operatörün sanal gerçeklik gözlükleri veya 3 boyutlu joystick’ler vasıtasıyla, ROV’nin “uzaktan iş yaptırabilme” yeteneğini sağlayan fiziksel görev araçlarıdır. Sektörde ticari olarak 3 – 5 ya da 7 fonksiyonlu olarak tedarik edilebilmektedir. Robot kol, ucu değişik objeleri kavramak, sıkmak, bırakmak, örnek almak amaçlarına yönelik olarak boş bırakılmış olabileceği gibi, daha çok iş sınıfı sistemlerde, yüklenecek özel görevine bağlı olarak (kesmek, delmek vs) özel aparatlar içeriyor da olabilir.

Projede, resimde görülen 7-fonksiyonlu robot kol’u işlevlerinin sadece bir kısmını yerine getirebilen 3 fonksiyonlu bir robot kol, projenin ikinci fazında sisteme entegre edilecektir.

Sualtı aracı üzerinde yer alacak tüm algılayıcılar kendi aralarında ve yüzeydeki ana bilgisayar ile Bosch tarafından geliştirilmiş olan CAN-Bus standardında işaretleşeceklerdir. Araç üzerinde yer alacak Lokal Kontrol Birimi, NEC microcontroller üzerinde önceden geliştirilmiştir ve bu projede sadece bu ortama adapte edilecektir. Operatör konsolu ile, yine pratik kullanım açısından sadece bir notebook bilgisayar/ ekranı ile buna entegre uygun joystick / tuş takımından oluşacaktır.