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水下滑翔机

2015-06-06

少年科学 2015年5期
关键词:啤酒瓶滑翔机海面

2014年10月15日,中国研制的新型水下机器人“水下滑翔机”在南海自主航行了1022.5千米,持续航行时间30天,创造了中国深海滑翔机海上作业航程最远、作业时间最长的新纪录。

水下滑翔机没有螺旋桨,也没有其他动力装置,能长时间航行,它是怎么做到的呢?

如何潜行

要明白水下滑翔机是如何在无螺旋桨的情况下实现潜行,我们首先得来大体了解一下它的结构。

水下滑翔机有一对翅膀,就像飞机的机翼。有了翅膀,滑翔就成为了可能。打个比方,一只猫从六十层楼上跳下来,这是坠落,但是一只鹰跳下来,则是滑行,且能滑行很远的距离。原来,水下滑翔机的潜航,首先靠翅膀。

因为重力,水下滑翔机可以从海面下潜到几千米的深海,再利用自身的翅膀,滑行一段很长的距离。那么,它怎么上浮呢?

原来,当水下滑翔机下潜到预定深度后,改变自身体积从而实现上浮!相同质量下,体积变大,密度就变小,就可以上浮了。

我们想象一下,装着水的啤酒瓶,如果瓶口紧紧套着一个没充气的气球,当水还在瓶子里时,气球是扁的,如果瓶子里的水倒入气球后,那么气球就撑大了,于是,啤酒瓶和气球组成的这个总系统的体积就变大了。

水下滑翔机通过液压活塞把液压油压入皮囊中,于是,滑翔机的总体积变大,但总质量不变,所以,随着皮囊的膨胀,滑翔机密度变得小于海水密度,从而向海面上浮。

向大海取能

水下滑翔机除了利用有限的电池外,还可以从海洋中直接获取海洋温差能。

海水因深度不同,温度也会不同,海洋表面可以直接吸收太阳能,温度较高,有的海水表面温度最高甚至可达30℃,通常情况是在20℃左右,而在海面下1000米深处,海水温度会降到4℃左右。这种温度的变化,意味着海水中蕴藏着巨大的能源。

反潜神器

水下滑翔机作为一种新型的水下机器人,能源消耗极小,仅在调整浮力和姿态时消耗少量能源。它能满足长时间、大范围海洋探索的需要,甚至是军事需要,比如反潜。

水下滑翔机静音性能好,隐身性能强,比较难被发现,如果把它的体积做大,就能携带更大的传感器,探测到距离更远的水雷和潜艇。

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