DINA module integration on underwater vehicles on underwater vehicles for improved under-ice capability and autonomy

Abstract

Ubemannet Undervanns Farkoster; UUVer for forkortelsen på engelsk, med den tilgjengelige teknologien, er avhengig av overflatefartøyer for å være utplassert og berget. Når de gjennomfører et oppdrag, har de behov enten av å ha tilkobling til overflatefartøyet eller fra tid til annen stige til overflaten til å operere pålitelig ut i havet. Dette fører til logistiske utfordringer og begrensning til UUVene sin autonomi på grunn av at UUVer ikke kan være avhengig av overflaten uten å utsette seg for fare av å bli skadet eller mistet når de opererer når værforholdene er ekstreme eller områder hvor havoverflaten fryses. Denne oppgaven foreslår en stasjon som vil tillate UUVer å operere med helt autonomi uten avhengigheten av overflaten for stasjonen integrerer den multikommunikasjonsmodulen utviklet i MarTERA UNDINA prosjektet som har formålet av å gi UUVene muligheten til å utføre sin kommunikasjon og navigasjon når de er undervanns. Den modulen vil også gi UUVene muligheten til å lade opp batteriene sine uten å måtte være hentet tilbake til basen, som betyr at UUVene kunne is stedet lade batteriet opp mellom oppdrag ved å dokke inn i stasjonen. Det foreslått mekaniske designet til stasjonen er bevist til å være egnet for sin planlagt installasjonen i Trondheimsfjorden med å møte anbefalte praksiser og standarder til DNV som forsikrer den bærekraftige bygningen av strukturen i tillegg til sin trygge installasjon med ei dekkskran. Til slutt foreslås et alternativt design til stasjonen. Dette designet har som hensikt til å egne stasjonen for sin installasjon i andre steder som Kongsfjorden i Svalbard hvor stasjonen også kunne hjelpe utplassere UUVer med høyere pålitelighet. De neste skrittene i denne arbeidslinja er å bygge den foreslått stasjonen, etterpå kan den være installert i sin tiltenkte beliggenhet og å utvikle den induktive modulen som fortsatt er i konsepttilstand.

Unmanned Underwater Vehicles (UUVs) currently depend surface vessels for their launch and recovery. While operating they still need either to be tethered to the surface vessel or resurfacing maneuvers to reliably operate in the sea. This in turn leads to logistical challenges and limitation to their overall autonomy given that in environments like heavy sea states or ice-covered waters, UUVs cannot rely on the surface without being exposed to the risk of damage or total loss. This thesis proposes a station that will allow UUVs to operate fully autonomously without depending upon the surface as it integrates the multi communications module developed in the MarTERA UNDINA project to give UUVs the possibility of conducting their navigation and communications while underwater. It will also give UUVs the possibility of not having to be retrieved and taken back to base to have their batteries recharged as the UUVs would have the possibility of recharging them between deployments by docking unto the proposed station. The proposed mechanical design for the station is demonstrated to be fit for its planned installation in Tronheimsfjord by aligning with DNV recommended practices and standards that ensure a sustainable building of the structure as well as for its safe installation with deck crane. Finally, an alternative designed is proposed for the station that will make it suitable for its possible installation in other sites besides Trondheimsfjorden like Kongsfjord in Svalbard where the station would also be of help to deploy UUVs with more reliability. The next steps in this line of work would be to build the proposed station for it to be installed in its planned deployment location and the development of the inductive module which is still in its concept state.