Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Рутгерса Слокум RU02 подводный планер развернуты

Подводный планер представляет собой тип автономного подводного аппарата (АНП) , который использует переменную-плавучесть движение вперед вместо традиционных винтов или подруливающих устройств . Он использует переменную плавучесть так же, как и профилирующий поплавок , но в отличие от поплавка, который может двигаться только вверх и вниз, подводный планер оснащен подводными крыльями (подводными крыльями), которые позволяют ему скользить вперед при спуске по воде. На определенной глубине планер переключается на положительную плавучесть, чтобы подниматься вверх и вперед, а затем цикл повторяется.

Несмотря на то, что планеры не такие быстрые, как обычные АПА, планеры предлагают значительно большую дальность и выносливость по сравнению с традиционными АПА, расширяя миссии по отбору проб океана с часов до недель или месяцев и до тысяч километров. [1] Типичный пилообразный профиль вверх и вниз, за которым следует планер, может предоставить данные о временном и пространственном масштабах, недостижимых для АНПА с приводом, и намного дороже получить образцы с использованием традиционных судовых методов. Военно-морские силы и организации, занимающиеся исследованием океана, используют самые разные конструкции планеров, при этом планеры обычно стоят около 100 000 долларов США. [2]

История [ править ]

Университет штата Вашингтон Seaglider готовится к развертыванию
Seaglider на поверхности между погружениями

Концепция подводного планера была впервые исследована в начале 1960-х годов с помощью прототипа средства доставки пловцов под названием Concept Whisper. [3] Пилообразная схема планирования, скрытность и идея двигателя плавучести, приводимого в движение пловцом-пассажиром, были описаны Эваном Фаллоном в его патенте Hydroglider, представленном в 1960 году. [4] В 1992 году Токийский университет провел испытания ALBAC. , параплан с падающим грузом без контроля плавучести и только с одним циклом планирования. [ необходима цитата ] Программа DARPA SBIR получила предложение о создании планера с градиентом температуры в 1988 году. DARPA в то время было известно о подобных исследовательских проектах, проводившихся в СССР. [5]Эта идея, планер с двигателем плавучести, приводимым в действие теплообменником, была представлена ​​океанографическому сообществу Генри Стоммелом в статье 1989 года в Oceanography , когда он предложил концепцию планера под названием Slocum , разработанную совместно с инженером-исследователем Дугом Уэббом. Они назвали планер в честь Джошуа Слокума , совершившего первое одиночное кругосветное плавание на парусной лодке. Они предложили использовать энергию теплового градиента между глубоководными водами океана (2-4 ° C) и поверхностными водами (температура близкая к атмосферной) для достижения диапазона кругового движения земного шара, ограниченного только мощностью бортовой батареи для связи, датчиков и навигационных компьютеров. [3]

К 2003 году компания Webb Research (основанная Дугом Уэббом) не только продемонстрировала работающий планер с тепловым приводом ( Slocum Thermal ), но и вместе с другими организациями представила планеры с батарейным питанием, обладающие впечатляющей долговечностью и эффективностью, намного превосходящей традиционные. АНПА обзорного класса. [6] С тех пор эти машины получили широкое распространение. Университет штата Вашингтон Seaglider , Института океанографии Скриппса спрей и Teledyne Webb Research Слокум транспортные средства совершали подвиги , такие как завершение трансатлантического путешествия [7]и проведение устойчивого совместного мониторинга океанографических переменных с использованием нескольких транспортных средств. [ необходимая цитата ] В 2011 году при сотрудничестве французских институтов и компаний был выпущен первый бескрылый планер SeaExplorer . [8]

Функциональное описание [ править ]

Персонал NOAA запускает планер Slocum

Планеры обычно проводят такие измерения, как температура , проводимость (для расчета солености ), течения, флуоресценция хлорофилла , обратное оптическое рассеяние , глубина дна, а иногда и обратное акустическое рассеяние или окружающий звук. Они ориентируются с помощью периодических GPS-навигаторов , датчиков давления, датчиков наклона и магнитных компасов. Угол наклона транспортного средства регулируется с помощью подвижного внутреннего балласта (обычно аккумуляторных батарей), а управление осуществляется либо рулем направления (как в Slocum ), либо перемещением внутреннего балласта для управления креном (как в SeaExplorer , Sprayи Seaglider ). Плавучесть регулируется либо с помощью поршня для заполнения / откачивания отсека морской водой ( Slocum ), либо путем перемещения масла в / из внешнего баллона ( SeaExplorer , Seaglider , Spray и Slocum Thermal ). Поскольку регулировка плавучести относительно невелика, балласт планера обычно необходимо регулировать до начала миссии, чтобы достичь общей плотности транспортного средства, близкой к плотности воды, в которой он будет развернут. Команды и данные передаются между планерами и берегом через спутник. [3]

Планеры различаются по давлению, которое они способны выдержать. Модель Slocum рассчитана на глубины 200 или 1000 метров. Spray может работать до 1500 метров, Seaglider до 1000 метров, SeaExplorer до 700 и Slocum Thermal до 1200. В августе 2010 года вариант Seaglider Deep Glider достиг повторной рабочей глубины 6000 метров. [ необходима цитата ] Подобные глубины были достигнуты китайским планером в 2016 году. [9]

Летающие крылья класса Либердаде [ править ]

В 2004 году Управление военно-морских исследований ВМС США начало разработку крупнейших в мире планеров - летающих планеров класса Liberdade , в которых используется корпус с комбинированным крылом для достижения гидродинамической эффективности. Первоначально они были разработаны для бесшумного отслеживания дизель-электрических подводных лодок в прибрежных водах, оставаясь на станции до 6 месяцев. К 2012 году новая модель, известная как ZRay, была разработана для отслеживания и идентификации морских млекопитающих в течение длительных периодов времени. [10] Он использует водяные струи для точного управления положением, а также для движения на поверхности. [10] [11] [ требуется обновление ]

См. Также [ править ]

  • АПА
  • Арго плавает
  • Liquid Robotics , разработчики Wave Glider
  • Параван (оружие)
  • Параван (водный змей)
  • DeepFlight Супер Сокол
  • RHyVAU

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Seaglider: автономный подводный аппарат" . Лаборатория прикладной физики Вашингтонского университета . Проверено 24 апреля 2020 .
  2. ^ Патент США 7987674 , Джек А. Джонс; Йи Чао и Томас И. Вальдес, «Тепловой генератор с использованием материала с фазовым переходом», выпущен 2 августа 2011 г. 
  3. ^ a b c Дженкинс, Скотт А .; Хамфрис, Дуглас Э; Шерман, Джефф; Оссе, Джим; Джонс, Клейтон; Леонард, Наоми (6 мая 2003 г.), Исследование системы подводных планеров , Институт океанографии Скриппса , отчет № 53 , получено 26 мая 2012 г.
  4. ^ Патент США 3204596 , Ewan С. Fallon, "глиссер", выданный 1965-09-07 
  5. ^ "Вечный автономный подводный аппарат для исследования" . Тони Биграс . Проверено 3 июля 2009 .
  6. ^ Автономные подводные планеры с приводом от плавучести
  7. ↑ Кирк Мур, «Подводный планер Рутгерса пересекает Атлантику», Daily Record, 6 декабря 2009 г. «Архивная копия» . Архивировано из оригинала на 2013-01-21 . Проверено 16 декабря 2009 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  8. ^ Клаустр, Эрве; Бегуери, Лоран; Пла, Патрис (март 2014 г.). «Планер SeaExplorer побил два мировых рекорда». Морские технологии . 55 (3): 19–22 - через ProQuest.
  9. ^ "Военно-морской флот НОАК присматривается к китайскому глубоководному подводному планеру после того, как успешные испытания показали, что он конкурирует с судном США" . Южно-Китайская утренняя почта . Проверено 16 мая 2017 .
  10. ^ a b D'Spain, Джеральд Л., XRay / ZRay Flying Wing Gliders , Институт океанографии Скриппса , получено 25 мая 2012 г.[ постоянная мертвая ссылка ]
  11. ^ Liberdade XRay Расширенный подводный планер , Управление военно - морских исследований , 19 апреля 2006 , извлекаться May +25, 2 012

Внешние ссылки [ править ]

  • GROOM - Планеры для исследований, наблюдения за океаном и управления
  • СТОИМОСТЬ Действие ES0904
  • Сеть EGO - группа пользователей планеров
  • Страница Seaexplorer на ALSEAMAR-ALCEN
  • Океаническая платформа Канарских островов -ПЛОКАН-
  • Брызги страницу в Океанографического института Скриппса
  • База данных подводных планеров Spray
  • Страница Seaglider в Лаборатории прикладной физики Вашингтонского университета
  • Страница Seaglider Operations на APL-UW
  • Лаборатория прибрежных океанических наблюдений при Университете Рутгерса - Эксплуатация планеров
  • Страница Slocum в Webb Research Corp.
  • Конфигурации и детали подводного планера - AUVAC.org [ постоянная мертвая ссылка ]
  • Подводные планеры для исследования океана
  • Робот-планер собирает тепло океана
  • Национальный центр океанографии, Великобритания. Домашняя страница планера