Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Новый подводный робот: экономный и бесшумный

Новый подводный робот: экономный и бесшумный
Собирая энергию непосредственно из окружающей среды, новый подводный робот может путешествовать по океанам на протяжении многих лет.


Нечто необычное было замечено в море около Американских Виргинских островов. Оно появилось в этом районе в декабре, курсируя между островами Санта-Крус и Сент-Томас (расстояние составляет примерно 65 км), периодически всплывая и погружаясь на глубину до 
4 000 метров.

Оно, вероятно, продолжит своё плавание ещё в течение трех или четырех месяцев. Это не странное морское существо, а новый автоматизированный подводный аппарат, который в недалёком будущем может совершить революцию в научных методах изучения океана.

Различные виды телеуправляемых машин уже исследуют море. Большинство из них используют для маневрирования электрический мотор, который крутит пропеллеры или приводит в действие водомёты. Некоторые привязаны к судам, другие работают свободно, как миниатюрные субмарины, хотя и они также нуждаются в услугах судна поддержки. Использование подводных аппаратов может быть очень дорогим делом: расходы на использование исследовательского судна составляют десятки тысяч долларов в день, а, так как океан огромен, они вынуждены оставаться в море очень долго, собирая данные. Роботы также должны периодически возвращаться к судам для замены батарей или перезарядки.
 
Некоторые океанографы начали использовать другой вид подводных аппаратов - глайдеры, которые являются более экономичными. Они способны находится в течение многих дней, или даже недель, без поддержки под водой. Им всё ещё нужны батареи для движения, но они чрезвычайно экономичны в потреблении энергии, потому что, большинство времени они глиссируют (скользят). Глайдеры двигаются благодаря изменению своей плавучести - они то погружается в глубины, то поднимается на поверхность. Подъем обеспечивают крылья аппарата, а горизонтальные перемещения - вертикальный хвостовой “плавник” и руль. Навигация такого судна осуществляется с берега и с использованием системы GPS (система глобального позиционирования).
 
Глайдеры используют электроэнергию для управления насосами и клапанами, чтобы перекачивать масло из  внутренней камеры во внешнюю и наоборот. Внутренняя камера находится в герметическом корпусе торпедообразной формы, внешняя снаружи (обычно находится в затопляемой части корпуса). Чтобы погрузиться, масло передаётся из внешнего резервуара во внутренний. Это не изменяет массу аппарата, но уменьшает его объем, что уменьшает плавучесть и заставляет его медленно погружаться. Для всплытия, масло наоборот накачивается обратно во внешний резервуар.
 
Для движения вперед изменяется наклон судна. Для этого жидкость перекачивают в нос, который опускается вниз, или же в корму, чтобы поднять нос. В некоторых глайдерах маленькие электрические двигатели двигают также батареи взад и вперед для изменения угла наклона. Этот угол  помогает двигательным крыльям обеспечивать подъёмную силу и переводить часть вертикального движения в горизонтальное.
 
Глайдеры передвигаются медленно, около 1 км/ч, по пилообразный траектории, поскольку они постоянно поднимаются и погружаются. Достигая поверхности, они общаются со спутником, передавая данные, которые они собрали (такие как температура и соленость воды). Перед погружением, они определяют своё местоположение с помощью GPS, которое бортовой компьютер использует для навигации. Компьютер регулирует руль, который обычно является единственной внешней движущейся частью.
 
Первые морские глайдеры были сконструированы в 1980-ые Дугласом Веббом (Douglas Webb), бывшим исследователем Океанографического Института Вудсхола (Woods Hole Oceanographic Institution). Тем не менее, более или менее работоспособные модели удалось создать только в последние годы. Некоторые носят название Слокам ("Slocum"), в честь Джошуа Слокама (Joshua Slocum), который в 1898 был первым человеком, который совершил одиночное кругосветное плавание. Немногие из этих аппаратов сумели продержаться в море в течение нескольких месяцев. В 2004 глайдер, построенный институтом океанографии "Scripps Institution of Oceanography" в Сан-Диего и названные Спрэй («Spray») (в честь парусного шлюпа с автоматическом управлением Слокама) сумел пересечь сильные течения Гольфстрима по пути к Бермудам.
 
Аппаратом, устойчиво ползающим Doug Webb Research Corporation»), основанной г. Веббом. Это – «Слокум», который был изменен таким образом, чтобы собрать энергию необходимую для скольжения из окружающей среды. Теоретически, этот глайдер может путешествовать на тысячи километров во время многолетних миссий. между Виргинскими островами, управляет команда из Института Вудсхола и Исследовательской корпорации Дугласа Уэбба.
 
Эта модель черпает энергию своего реактивного движения из разницы температур океанической воды на разной глубине. В основе конструкции две трубки с воском, работающие как поршень. Поверхностные слои - теплые, глубинные - холодные. Тепло воды разогревает воск в трубках, он расширяется, сжимая резервуар с воздухом, превращая таким образом тепловую энергию в механическую, которая выталкивает масло, находящееся во внешнем резервуаре, в внутренний. Таким образом изменяется плавучесть, центр тяжести смещается, судно погружается в глубины, где воск застывает и все начинается сначала. И, хотя этот глайдер на тепловой тяге не первое автономное подводное судно, оно первое, которое не использует для движения батареи питания или какой-то помповый механизм, выталкивающий балластную воду или масло.
 
Экспериментальное судно хоть и немного, но все еще использует немного энергии из батареи, для открытия и закрытия клапанов и для инструментов. Но даже так, Бен Ходджес (Ben Hodges), член команды Вудсхола, считает, что такой глайдер мог бы проработать в течение приблизительно одно года без подзарядки.
 
В будущем можно использовать те же самые механические силы, которые сжимают воздух, для производства электричества, для зарядки батарей глайдера. Такой аппарат мог  бы тогда плыть почти бесконечно, до тех пор, пока другой корабль не повредит его или поймает в рыболовные сети. Вероятность этого чрезвычайна мала, однако существуют другие потребности, например, необходимость перезагрузить приборы или удалить неизбежные водоросли, моллюски и другую морскую флору, которая покрыла бы аппарат во время очень долгих рейсов.
 
Глайдеры не влияющие на окружающую среду, остающиеся в море в течение многих месяцев, могли  бы провести долгосрочные исследования океана, особенно изучение эффектов изменения климата. В футурологической статье, написанной приблизительно 20 лет назад, ныне покойный Генри Стоммель (Henry Stommel), влиятельный океанограф Вудсхола, изобразил целые флотилии состоящие из аппаратов типа Слокамсов, патрулирующие моря и океаны, собирая научные данные. Это не первый раз, когда научная фантастика превратилась в научное достижение.

----------

Решили отправиться отдохнуть на Черное море? Быстро домчит и с комфортом такси Симферополя. Узнать подробности можно на сайте vse-taxi.com.

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
1
Исследование исключает первичные черные дыры как кандидатов в темную материю

Исследование исключает первичные черные дыры как кандидатов в темную материю

Первичные черные дыры — удивительные космические тела, которые активно исследуются астрофизиками всего мира. Исходя из названия, это черные дыры, которые появились на заре существования Вселенной, менее чем через секунду после Большого взрыва.

Теоретическая физика предполагает, что за долю секунды до образования Вселенной пространство не было полностью однородным, поэтому более плотные и горячие области могли коллапсировать в черные дыры. В зависимости от того, когда именно они образовались в течение этой доли секунды, эти первичные черные дыры могли быть очень разной массы и связанными с ней характеристиками.Некоторые физики-теоретики ...
02.12.22 09:01
0
0
Исследование Йельского университета раскрывает потенциальную причину болезни Альцгеймера

Исследование Йельского университета раскрывает потенциальную причину болезни Альцгеймера

Ученые из Йельского университета обнаружили упускаемый из виду механизм, который может стоять за симптомами болезни Альцгеймера. Команда указала на небольшие опухоли на аксонах возле бляшек, которые накапливаются в мозгу, и определила белок, который может быть биомаркером для раннего выявления заболевания, а также мишенью для будущих методов лечения.

В течение десятилетий преобладающая гипотеза о причине появления болезни Альцгеймера, вращалась вокруг амилоидных бляшек — запутанных скоплений белка бета-амилоида. Их накопление в мозгу пациентов с деменцией постоянно наблюдается с тех пор, как Алоис Альцгеймер впервые изучил ее более века назад. И ученые сосредоточили бы большую часть исследований на уменьшении и удалении этих бляшек, но, к сож...
01.12.22 10:16
0
-1
Астрономы запечатлели планету размером с Юпитер, вращающуюся вокруг солнцеподобной звезды

Астрономы запечатлели планету размером с Юпитер, вращающуюся вокруг солнцеподобной звезды

Согласно наиболее распространенной теории, планетные системы формируются из больших облаков пыли и газа, образующих диски вокруг молодых звезд. Со временем диски срастаются, образуя планеты разного размера, состава и расстояния от своей звезды.

За последние несколько десятилетий наблюдения в среднем и дальнем инфракрасном диапазоне привели к открытию дисков обломков вокруг молодых звезд (возрастом менее 100 миллионов лет). Это позволило астрономам изучить планетарные системы в их ранней истории, что дало новое представление о том, как системы формируются и развиваются. Это включает в себя инфракрасный сферический обзор для консорциума э...
30.11.22 20:17
0
0
Дания меняет направление нефтяной вышки для хранения углерода

Дания меняет направление нефтяной вышки для хранения углерода

Дания продвигается вперед с проектом Greensands - инициативой, которая позволит перекачивать огромное количество уловленного углерода на нефтяную вышку в Северном море и закачивать его, чтобы изолировать в формациях песчаника, которые когда-то содержали нефть и газ.

После получения в декабре прошлого года крупнейшего разового гранта в истории Дании (около 26 миллионов евро (27 миллионов долларов США) руководитель проекта Ineos Energy привлек британскую инженерно-консалтинговую компанию Kent для «проведения скрининговых исследований, охватывающих цепочку создания стоимости CCS от береговых участков улавливания, сжижения, берегового хранения, транспортировки и ...
29.11.22 20:01
0
2
XPeng тестирует прототип двухтонного летающего автомобиля эСВВП

XPeng тестирует прототип двухтонного летающего автомобиля эСВВП

Китайский автопроизводитель XPeng обновил дизайн своего летающего автомобиля AeroHT — роскошного электрического спортивного автомобиля с раскладывающейся системой вертикального подъема октакоптера на крыше. Выглядит абсолютно безумно, но это не шутка.

В оригинальной конструкции летающего суперкара HT Aero использовалась гораздо более компактная система вертикального взлета и посадки, включающая всего два электрических ротора с лопастями большого диаметра. Они были установлены на шарнирных рычагах, предназначенных для складывания под задней частью кузова автомобиля, что создавало исключительно красивый и научно-фантастический дизайн, хотя и за с...
02.11.22 14:53
0
5
Новый супербайк Ducati получил мощность более 240 лошадиных сил

Новый супербайк Ducati получил мощность более 240 лошадиных сил

Достаньте новый Panigale V4 R от Ducati из коробки, замените чисто декоративный стандартный выхлоп на титановую гоночную трубу Akrapovic и заполните его причудливым «маслом производительности» от Shell, и получите средство, способное развивать мощность 240,5 лошадиных сил.

Один из самых мощных серийных мотоциклов во всем мире, Panigale восходит к новым вершинам безумия в своем последнем и величайшем воплощении. В стандартной форме, полностью разрешенный к использованию на дорогах общего пользования и готовый пройти любые тесты на выбросы Евро-5 с его двигателем Desmosedici Stradale R V4 объемом 998 куб. Чтобы увеличить мощность и ограничить число оборотов на таком ...
17.10.22 12:41
0
3
Гигантский супертанкер экономит топливо благодаря парусам

Гигантский супертанкер экономит топливо благодаря парусам

По мере движения судоходной отрасли к обезуглероживанию, огромные паруса кораблей могут вернуться. Компания China Merchant Energy Shipping (CMES) получила новый супертанкер, 4 больших паруса которого позволят сократить средний расход топлива почти на 10%.

Паруса были основным источником энергии для больших кораблей на протяжении тысячелетий. Затем немецкий изобретатель Рудольф Дизель запустил первый двигатель в 1897 году, а первые корабли с дизельным двигателем вышли на воду в 1903 году. Более безопасные и эффективные, чем паровые, они постепенно захватили мир судоходства и с тех пор стали опорой международной торговли. И все же они вредны: около 5...
03.10.22 11:17
0
5
Самая мощная в мире электрическая лодка установила рекорд скорости

Самая мощная в мире электрическая лодка установила рекорд скорости

Катамаран V32 компании Vision Marine недавно вышел в воды озера Озарк, чтобы оставить всех позади, установив новый эталон для электрифицированных гидроциклов. Электрическая лодка, построенная с нуля для максимальной мощности, преодолела барьер в 161 км/ч и установила новый мировой рекорд.

В прошлом году Vision Marine открыла бронирование на полностью электрический подвесной мотор под названием E-Motion 180E, стремясь предложить любителям лодочного спорта более тихий способ скользить по воде без ущерба для мощности. Заявленный как самый мощный в мире электрический подвесной мотор, 180-сильный двигатель развивает крутящий момент 288 фунт-футов (390 Нм) и был быстро приобретен компани...
07.09.22 08:08
0