Подводный планёр

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Подводный планер»)
Перейти к: навигация, поиск
NOAA Personnel launch a Slocum Glider off Florida
Dr. Bruce Howe and Bill Felton of University of Washington prepare a Seaglider for deployment
UW Seaglider at the surface between dives

Подводный планер (англ. underwater glider) — автономный подводный аппарат (АНПА), приводимый в движение за счёт изменения плавучести. С начала 2000-х годов применяются в научных и коммерческих исследованиях океана, военном деле и др.[1].

Принцип движения[править | править вики-текст]

Источником (единственным или основным) движения является изменение плавучести. Вертикальный импульс всплытия или погружения преобразуется в горизонтальный изменением относительного положения центров (тяжести, плавучести, давления...), подобно тому, как это делают воздушные планеры. Указанный принцип движения позволяет резко сократить расход энергии, что, в свою очередь, позволяет принципиально увеличить дальность плавания, хотя и с небольшой скоростью. В конце XX века были созданы планеры с дальностью автономного плавания в тысячи километров.

Максимальная скорость[править | править вики-текст]

При прочих идеальных параметрах, а также приняв g = 9,8 для оценки максимально достижимой скорости можно воспользоваться формулой:

vxmax = 2,4 * power( dm / Cx, 1/2 ) * power ( V, 1/6 )

где

vxmax - теоретически максимально достижимая скорость (м/с)

dm - доля массы аппарата, используемая для изменения плавучести (безразмерный коэффициент)

Cx - коэффициент лобового сопротивления тела (обычно в пределах 0,03...0,06)

V - объемное водоизмещение тела (м3)

В реальности достижимо получение до ~0,8 от этого теоретического предела. К примеру, у аппарата Slocum Electric водоизмещением 0,05 тонны, Cx порядка 3,5 и вариацией массы на 250 грамм (dm=0,25/50=0,005) реальная скорость продольного хода колеблется в районе 0,27 м/с.

Подводная лодка водоизмещением 4 тыс. тонн путём откачки и приема 10 тонн уравнительного балласта могла бы достигать при развитом горизонтальном крыле скорости ~1,7 м/с (около 3 узлов), возможно чуть более. Если амплитуда движения по глубине при этом составит до 200 м, то на дистанцию порядка 700 м такая лодка затратит около 20 МДж энергии за 7 минут, что эквивалентно движению с мощностью 50 кВт (~65 кВт на гребном валу и ~70 кВт на гребном электромоторе). Это соизмеримо по расходам энергии с традиционной тягой, а также создает знакопеременные нагрузки в конструкции и усложняет управление, поэтому для лодок режим пассивного аквапланирования как основной метод движения не применяется. Тем не менее для малых аппаратов водоизмещением до ~100 тонн такой режим основного или вспомогательного хода может оказаться вполне энергетически оправданным.

История[править | править вики-текст]

Принцип движения подводных планеров был впервые предложен в 1989 году океанографом Генри Стоммелом (Henry Stommel) по аналогии с движением рыб и китообразных[2].

Сноски и примечания[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]