Seatrec技术利用温度变化为水下滑翔机提供动力

2021-03-09 11:27:16来源：cnBeta 关键词：冷却设备水下航行器阅读量：21697

导读：如果科研人员想远距离收集海洋学数据，使用“水下滑翔机”往往是好的办法。总部位于加州的Seatrec公司的一种新型系统应该很快就能利用海水的温度梯度为这种飞行器提供动力。

　　据外媒报道，如果科研人员想远距离收集海洋学数据，使用“水下滑翔机”往往是好的办法。总部位于加州的Seatrec公司的一种新型系统应该很快就能利用海水的温度梯度为这种飞行器提供动力。

　　那么首先，到底什么是水下滑翔机呢？通常情况下，它们是鱼雷形状的自主式水下航行器(AUV)，通过改变其浮力来推动自己。它们在下沉和上浮之间交替进行，其水翼 "翅膀 "使它们也能向前滑行，同时在水体中垂直移动。它们的前行速度不是特别快，但也不怎么耗电。尽管如此，它们仍然需要某种机载电源，用于浮力控制机制和数据记录传感器。通常使用电池，但其容量有限，因此限制了滑翔机任务的长度和实用性。

　　这就是Seatrec系统的用武之地，其基于海洋学家Henry Stommel开发的概念，它的基础是所谓的相变材料。这些物质在加热或冷却后会改变状态，例如固体变成高容量的液体，或液体变成高容量的气体。在海上滑翔机的设置中，材料是一种基于石蜡的材料，包含在一个铝制圆柱体中。纵向穿过该圆筒的中心--被蜡包围着--是一根充满液压油的橡胶管。

　　当飞行器处于冷却的深处时，相变材料会以固体蜡的形式出现。当滑翔机上升，水温变高时，材料同样会加热，熔化膨胀成液体。气缸内增加的压力挤压着油管，使里面的油被推出气缸，并通过联动发电机。

　　当高压流动的油液带动该发电机旋转时，就会产生电力，这些电力既可以马上利用，也可以储存在机载电池中供以后使用。一旦滑翔机进行下一次俯冲，蜡就会冷却并收缩成固体。这将释放管子上的压力，使油流回气缸。这样，随着每次在水中的上升和下降，这个过程可以不断重复。

　　在目前的系统原型中，当水温达到10 ºC(50 ºF)时，蜡就会融化。不过，通过调整材料的配方，可以提高或降低这个数字，以便在特别炎热或寒冷的气候下使用。当然，由于海上滑翔机将在相对温暖的海面上开始它的旅程，它需要一点帮助来为它的第一次潜水提供动力。这可以通过事先给电池充电来实现，本质上是启动系统，这样它就可以自己继续。

　　Seatrec已经将其技术融入到海洋浮标中，浮标在设定的地理位置上直线上升和下降。

　　Seatrec公司创始人兼首席执行官Yi Chao博士表示，新的滑翔机专用系统可以加装到现有的AUV上，并将在今年第二季度由新泽西州立罗格斯大学进行海试。根据这些试验的反馈，商业产品应该很快就会出现。

　　(原标题：Seatrec技术利用温度变化为水下滑翔机提供动力)

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