Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Design case study of a personal water craft (with additional ability to dive)

Karol Kozłowski, Michalis Pastides

Abstract

A subject of The Bachelor of Science Thesis is „Design Case Study Of A Personal Water Craft (With Additional Ability To Dive)”. Theoretically this is the first such design in the world. Sea – Doo 255-RXT Bombardier was the pattern by creating a computer model of the sea scooter. Main modifications concerned the shape of hull of the sea scooter and the surface drive – ramjet engine was replaced by the standard outboard motor. As a underwater drive utilize two electric motors. The first stage of project was to design a underwater control system and an immerse system. The underwater control system base on a symmetrically placed four R-type airfoil tail planes. To prevent tail plane damages the sea scooter is equipped with a servo-motor system which hide them into the hull during driving underwater. Therefore resorted the scooter with a pneumatic servo-motor assembly mounted with a guide bars to increase structural strength entire structure. A Size of tail planes was determined by generated forces – aerodynamic lift and resisting force – and by the necessity to maintain overall hull dimensions closest to standard hulls. The next stage was to design a steering system to control both drives – outboard motor and electric motors coupled with a tail planes control system. By design those systems have to work independently from each other. Therefore put into use the electromagnetic clutch to separate drive shafts. At the end coupled all systems in a handle-bar. It results with faster and easier way to control the scooter by a diver. Two electric motors mounted on the back side of the hull. Underwater rotation assisted two vertical tail units placed at the end of electric motors outlets. Immerse system base on the flooding and emptying ballast hull method. It is typically for submarines. To empty the ballast hull used two compressed air cylinders. Electromagnetic valve system regulates the level of flooding the ballast hull and the depth of immerse of the scooter while electric motors are shutdown. Scooter was designed to immerse on the depth of 20 meters. Considering the environment conditions and existing pressure all elements were selected in order to increase the structural strength of the scooter. Analysis was made for the critical depth of 30 meters. Scooter is equipped with a breathing apparatus and oxygen cylinder for a diver. While underwater failure provide the diver the fastest way to escape – uncouple the seat belt and take out the safety escape cylinder from the mount. The seat design provides diver comfortable and safe posture during diving by changing the place for another person to a support for diver’s back. Control desk, buttons and additional equipment which provide the safety of the person who drives the scooter are placed within reach. Designing the scooter have to refer the following criteria: functionality, safety and reliability. Primarily by designing and selecting parts considerated the principle of operations these parts and their influence on the entire system. Thereafter for each designing stage, taken into consideration safety criterion. At the end checked the parts influence between another cooperative parts and reliability of all systems.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Karol Kozłowski (FPAE) Karol Kozłowski,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Michalis Pastides (FPAE) Michalis Pastides,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Studium projektowe skutera wodnego (z dodatkową możliwością pływania pod wodą
Supervisor
Witold Skórski (FPAE/IAAM) Witold Skórski,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)
Study subject / specialization
, Automatyka i Robotyka (Automation and Robotics)
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
26-10-2009
Issue date (year)
2009
Pages
111
Internal identifier
MEL; PD-937
Reviewers
Witold Skórski (FPAE/IAAM) Witold Skórski,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Jerzy Maryniak (FPAE/IAAM) Jerzy Maryniak,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
skutery, układy sterowania, skutery wodne, obliczenia wytrzymałościowe
Keywords in English
xxx
Abstract in Polish
Tematem pracy dyplomowej jest „Studium Projektowe Skutera Wodnego (Z Dodatkową Możliwością Pływania Pod Wodą). Teoretycznie jest to pierwsza taka konstrukcja na świecie. Przy tworzeniu modelu komputerowego wzorowano się na skuterze Sea – Doo 255-RXT Bombardier. Głównym modyfikacjom uległ kształt kadłuba i napęd nawodny – silnik strumieniowy zastąpiono silnikiem zaburtowym – oraz dodanie dwóch silników elektrycznych jako napęd podwodny. Pierwszym etapem projektu stało się zaprojektowanie układu sterownia podwodnego oraz układu zanurzania. Układ sterowania podwodnego oparty został na wykorzystaniu symetrycznie ustawionych wobec siebie stateczników o profilu typu R. Aby zapobiec uszkodzeniu stateczników skuter wyposażono w system ich chowania podczas poruszania się nad woda. W tym celu zastosowano zespół siłowników pneumatycznych wspomaganych prowadnicami, aby zwiększyć wytrzymałość układu. Wielkość stateczników została podyktowana wytwarzanymi siłami – nośną i opory oraz koniecznością zachowania gabarytów kadłuba jak najbardziej zbliżonych do standardowych. Kolejnym etapem było zaprojektowanie układu kierowniczego sterowania podwodnym jak i nawodnym napędem. Z założenia układy te miały działać niezależnie. W tym celu zastosowano sprzęgło elektromagnetyczne do rozłączania wałów napędowych. Końcowym etapem było sprzężenie układów w kierownicy, aby nurek mógł je łatwo kontrolować. Dwa silniki elektryczne zamontowano z tylu kadłuba. Skręt pod wodą wspomagają lotki umieszczone na końcach wylotów silników. Układ zanurzania oparty został na metodzie zalewania i opróżniania zbiornika balastowego. Jest ona typowa dla łodzi podwodnych. Do opróżniania służą dwie butle ze sprężonym powietrzem. System zaworów elektromagnetycznych kontroluje stopień zalania zbiornika oraz głębokość zanurzenia skutera przy wyłączonych silnikach elektrycznych. Skuter został zaprojektowany do zanurzania na głębokość do 20 m. Biorąc pod uwagę warunki otoczenia i panujące ciśnienie dobrano wszystkie elementy skutera tak, aby zwiększyć wytrzymałość skutera. Obliczenia przeprowadzono dla granicznej głębokości 30 m. Pojazd wyposażono w automat oddechowy oraz butlę z tlenem dla nurka. Podczas wystąpienia awarii pod wodą, zapewniono kierowcy możliwie najszybszą drogę ucieczki – odpięcie pasa bezpieczeństwa i wyjęcie butli ucieczkowej z uchwytów. Kierowcy zapewniono wygodną i bezpieczną postawę podczas płynięcia. Zrezygnowano z miejsca dla drugiej osoby za kierowcą i dodano podparcie na siedzeniu, czyniąc pozycję nurka wygodną i ergonomiczną. Wszystkie konsole, przyciski i dodatkowy sprzęt służący bezpieczeństwu osoby kierującej skuterem umieszczono w zasięgu jej ręki. Projektując skuter kierowano się następującymi kryteriami: funkcjonalność, bezpieczeństwo, niezawodność. Przede wszystkim przy tworzeniu lub doborze elementów brano pod uwagę zasadę działania i ich wpływ na funkcjonowanie całego układu. Następnie dla każdego etapu projektowania uwzględniano kryterium bezpieczeństwa. Na zakończenie sprawdzano wpływ elementu na współpracujące z nim inne elementy oraz niezawodność wszystkich systemów.
File
  • File: 1
    Praca dyplomowa.docx
Request a WCAG compliant version

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT129dda7dab3545a59a63468033253bf5/
URN
urn:pw-repo:WUT129dda7dab3545a59a63468033253bf5

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page