Двигатель плавучести - Buoyancy engine

Схема работы двигателя плавучести

А двигатель плавучести это устройство, которое изменяет плавучесть транспортного средства или объекта, чтобы перемещать его вертикально, как в случае подводного профилирующие поплавки и малозаметные буи, или обеспечивают поступательное движение (тем самым обеспечивая силовая установка с переменной плавучестью ) например, с подводные планеры и немного автономный самолет.^[1][2]

Для подводных применений двигатели плавучести обычно включают гидравлический насос который либо надувает, либо сдувает внешний мочевой пузырь, заполненный гидравлическая жидкость, или выдвигает и втягивает жесткий плунжер. Изменение общего объема транспортного средства изменяет его плавучесть, заставляя его плавать вверх или опускаться по мере необходимости.^[1] Альтернативные системы, использующие газ, полученный из электролиз воды, а не гидравлической жидкости.^[2]

Операция

В плавучесть Engine - это довольно новая технология, которая в настоящее время исследуется многими учреждениями и организациями, которые используют технологии подводного наблюдения и картографии. А плавучесть двигатель работает путем надувания и спуска масла из масляной камеры. При этом изменяется плотность корабля, на котором установлен двигатель.^[3] В результате автономный подводный аппарат например, подводный планер может регулировать плавучесть без внешнего входа. Это позволяет планеру оставаться в эксплуатации, не привязанным к надводному судну, в течение более длительного времени. Это повышает эффективность и делает подводный планер более эффективным инструментом для картографирования дна океана.

Подводный планер работает так же, как и обычный планер работает. Он использует поток воды над крыльями для создания подъемной силы.^[4] Форма крыльев - это специально разработанная форма, называемая аэродинамическим профилем. Подводные планеры используют тот же принцип и конструкцию для плавания под водой. Распределение веса внутри подводного планера помогает в этом за счет размещения центра тяжести на передней кромке крыльев или прямо перед ними. Это способствует эффективному и плавному скольжению. Двигатель плавучести позволяет подводному планеру продолжать этот процесс планирования в течение длительных периодов времени. Без двигателя плавучести подводный планер должен был бы буксироваться надводным судном или использоваться только один раз и развертывать пакет, который всплывет на поверхность, где его можно будет извлечь. Однако, если он буксируется надводным судном, он больше не классифицируется как планер. С добавлением двигателя плавучести подводный планер становится жизнеспособным инструментом, поскольку он может оставаться в эксплуатации дольше и его можно использовать повторно.^[3]

Подводный планер, как и обычный планер, теряет высоту при движении вперед.^[4] В случае с подводным планером его глубина увеличивается. В конце концов, любой планер коснется земли. С обычным парапланом это не представляет большой проблемы, так как нормальные парапланы должны приземлиться, и при этом их можно будет использовать повторно. Это не так для подводного планера. Если бы подводный планер приземлился на дно океана, он, по сути, потерялся навсегда. Поскольку двигатель плавучести позволяет планеру изменять свою плотность, планер может скользить в двух направлениях. Он может скользить вниз, как обычный планер, или может скользить вверх, если он становится менее плотным, чем вода вокруг него. Таким образом, пока двигатель плавучести остается активным, подводный планер может продолжать работать.

Фактическая работа двигателя плавучести происходит через сложную систему труб, клапанов и датчиков.^[5] При развертывании планера, оснащенного двигателем плавучести, планер увеличивает свою плотность, чтобы погрузиться под поверхность воды и достичь соответствующей глубины, с которой можно начать свою миссию. Оказавшись на указанной глубине, планер начнет миссию, и двигатель плавучести отрегулирует плотность до значения, наиболее эффективного для планирования. Когда заданная глубина будет достигнута, двигатель плавучести уменьшится. плотность и это заставит планер скользить к поверхности. Таким образом, подводный планер продолжает работать на двух заданных глубинах.^[5]

Заявление

Двигатель плавучести в сочетании с подводный планер ученые, а также другие лица или организации, изучающие океан и его глубины, получат доступ к новому оборудованию. Например, двигатель плавучести, поскольку он используется на подводных планерах и расширяет возможности такого корабля, мог бы более эффективно отображать дно океана. Использование двигателя плавучести имеет и другие эффекты. Его можно использовать для улучшения обнаружения подводных запасов масло.^[6] Кроме того, поскольку рабочий диапазон подводных планеров увеличивается за счет использования двигателей плавучести, дно океана может быть нанесено на карту на больших участках. Это означает, что мы можем узнать больше о наших океанах, чем если бы мы использовали уже существующие технологии. Кроме того, двигатели плавучести не выделяют вредных для окружающей среды веществ, что делает их экологически безопасной технологией.^[7]

Другие приложения, которые выходят из этого, включают расследование бедствий, происходящих на море. Из-за расширенных возможностей картографирования, обеспечиваемых двигателем плавучести, поиск обломки из авиалайнер или же пассажирское судно можно проводить более эффективно. В результате обломки могут быть обнаружены раньше, а доказательства могут быть собраны более эффективно. Картирование океана и подводное наблюдение очень важны, поскольку они могут выявить ресурсы, доступные человечеству, которые в противном случае были бы недоступны.^[6]

Рекомендации

1. Кобаяси, Тайё; Асакава, Кеничи; Ино, Тетсуро (2010). «Новый двигатель плавучести для автономных транспортных средств, наблюдающих более глубокие океаны». Материалы двадцатой (2010 г.) Международной конференции по морской и полярной инженерии. Получено 22 мая 2019.
2. Кэмерон, Колин Г. (октябрь 2005 г.). "Мокрый двигатель плавучести" (PDF). DRDC Atlantic TM 2005-214. Министерство оборонных исследований и разработок Канады: 1. Получено 22 мая 2019.
3. «Проекты». web.mit.edu. Получено 2020-04-11.
4. "Планеры". НАСА. 2015. Получено 2020-04-11.
5. Асакава, Кеничи; Ватари, Кенсуке; Охучи, Хидэтоши; Накамура, Масахико; Хякудомэ, Тадахиро; Исихара, Ясухиса (02.01.2016). «Двигатель плавучести, разработанный для подводных планеров». Продвинутая робототехника. 30 (1): 41–49. Дои:10.1080/01691864.2015.1102647. ISSN  0169-1864. S2CID  12128512.
6. "Towntimes20170331". Issuu. Получено 2020-04-11.
7. Международная морская ассоциация Средиземноморья; Международный конгресс; Риццуто, Энрико; Соарес, К. Гедес, ред. (2012). Устойчивые морские перевозки и эксплуатация морских ресурсов: материалы 14-го Международного конгресса Международной морской ассоциации Средиземноморья (IMAM), Генуя, Италия, 13-16, 2011 г.. Бока-Ратон: CRC Press. ISBN  978-0-415-62081-9. OCLC  769628643.