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據(jù)外媒報道，如果科研人員想遠(yuǎn)距離收集海洋學(xué)數(shù)據(jù)，使用“水下滑翔機(jī)”往往是好的辦法。總部位于加州的Seatrec公司的一種新型系統(tǒng)應(yīng)該很快就能利用海水的溫度梯度為這種飛行器提供動力。
那么首先，到底什么是水下滑翔機(jī)呢？通常情況下，它們是魚雷形狀的自主式水下航行器(AUV)，通過改變其浮力來推動自己。它們在下沉和上浮之間交替進(jìn)行，其水翼 "翅膀 "使它們也能向前滑行，同時在水體中垂直移動。它們的前行速度不是特別快，但也不怎么耗電。盡管如此，它們?nèi)匀恍枰撤N機(jī)載電源，用于浮力控制機(jī)制和數(shù)據(jù)記錄傳感器。通常使用電池，但其容量有限，因此限制了滑翔機(jī)任務(wù)的長度和實用性。
這就是Seatrec系統(tǒng)的用武之地，其基于海洋學(xué)家Henry Stommel開發(fā)的概念，它的基礎(chǔ)是所謂的相變材料。這些物質(zhì)在加熱或冷卻后會改變狀態(tài)，例如固體變成高容量的液體，或液體變成高容量的氣體。在海上滑翔機(jī)的設(shè)置中，材料是一種基于石蠟的材料，包含在一個鋁制圓柱體中?？v向穿過該圓筒的中心--被蠟包圍著--是一根充滿液壓油的橡膠管。
當(dāng)飛行器處于冷卻的深處時，相變材料會以固體蠟的形式出現(xiàn)。當(dāng)滑翔機(jī)上升，水溫變高時，材料同樣會加熱，熔化膨脹成液體。氣缸內(nèi)增加的壓力擠壓著油管，使里面的油被推出氣缸，并通過聯(lián)動發(fā)電機(jī)。
當(dāng)高壓流動的油液帶動該發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時，就會產(chǎn)生電力，這些電力既可以馬上利用，也可以儲存在機(jī)載電池中供以后使用。一旦滑翔機(jī)進(jìn)行下一次俯沖，蠟就會冷卻并收縮成固體。這將釋放管子上的壓力，使油流回氣缸。這樣，隨著每次在水中的上升和下降，這個過程可以不斷重復(fù)。
在目前的系統(tǒng)原型中，當(dāng)水溫達(dá)到10 ºC(50 ºF)時，蠟就會融化。不過，通過調(diào)整材料的配方，可以提高或降低這個數(shù)字，以便在特別炎熱或寒冷的氣候下使用。當(dāng)然，由于海上滑翔機(jī)將在相對溫暖的海面上開始它的旅程，它需要一點幫助來為它的第一次潛水提供動力。這可以通過事先給電池充電來實現(xiàn)，本質(zhì)上是啟動系統(tǒng)，這樣它就可以自己繼續(xù)。
Seatrec已經(jīng)將其技術(shù)融入到海洋浮標(biāo)中，浮標(biāo)在設(shè)定的地理位置上直線上升和下降。
Seatrec公司創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Yi Chao博士表示，新的滑翔機(jī)專用系統(tǒng)可以加裝到現(xiàn)有的AUV上，并將在今年第二季度由新澤西州立羅格斯大學(xué)進(jìn)行海試。根據(jù)這些試驗的反饋，商業(yè)產(chǎn)品應(yīng)該很快就會出現(xiàn)。
(原標(biāo)題：Seatrec技術(shù)利用溫度變化為水下滑翔機(jī)提供動力)
浙公網(wǎng)安備 33010602000006號
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