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深海“飞翔”——水下滑翔机

少儿编程网2019-07-14 12:22:43儿童科普文章 人已围观 来源:科普中国

简介说起滑翔机,你可能会想到能自由翱翔在空中的滑翔机,或在无垠的大海上驰骋于水面上的水上滑翔机,然而今天我们要谈及的滑翔机却不同于这两种,它是可以在深海中“飞翔”的水下滑翔机。     早在2017年,由我国自主研发的“海翼”号深海滑翔机,在人类马里亚纳海沟完成了不可思议的大深度下潜观测任务,并安全回收。在这次任务中,“海翼”号最深下潜距离达到了6329米,这一数据同时也刷新了水下滑翔机最大

说起滑翔机,你可能会想到能自由翱翔在空中的滑翔机,或在无垠的大海上驰骋于水面上的水上滑翔机,然而今天我们要谈及的滑翔机却不同于这两种,它是可以在深海中“飞翔”的水下滑翔机。

早在2017年,由我国自主研发的“海翼”号深海滑翔机,在人类马里亚纳海沟完成了不可思议的大深度下潜观测任务,并安全回收。在这次任务中,“海翼”号最深下潜距离达到了6329米,这一数据同时也刷新了水下滑翔机最大下潜深度的世界纪录,为我国深渊科考提供了更为先进的科考手段和依据。

空中滑翔机与飞机不同,绝大多数的滑翔机是没有动力装置的,也就是说没有引擎,所以滑翔机需要借助其他动力来实现起飞。当滑翔机在空中时,驾驶者通过操纵方向在空气中寻找上升气流,当滑翔机遇到上升气流,就可以持续不断地飞行。当上升气流消失,滑翔机就会在一边下滑一边飞行中,凭借自身重力的分量继续前行。

那么,水下滑翔机能在深海中前行是不是也根据这样的原理呢?据相关专家介绍,水下滑翔机是一种可以借助自身净浮力驱动的自治式水下无人潜水器,它以浮力作为推进动力,从而来实现上升和下沉,并借助固定翼的水动力进行水下所谓的“滑翔”运动。

换言之,就是“海翼”号水下滑翔机有一个“小肚子”,可以通过控制“肚子”大小来改变自身浮力,进而实现在海水中的运动。另外,在水下滑翔机浮力引擎的外部,还会装有一个气囊,当引擎将油注入气囊,随着气囊的膨胀,滑翔机整体密度会逐渐低于海水的密度,以此实现滑翔机的上浮;反之,滑翔机则会沉入水中。

我们都知道,深海中的压力非常大,水下滑翔机动辄在几千米深的海下作业,为避免被海水压力损坏,水下滑翔机必须使用特殊抗压材料构成的外壳。“海翼”号7000米级水下滑翔机就“穿上”了轻质碳纤维材料特殊制作的“外衣”,这样一层的外壳不仅抗压能力强,质量也十分小,从而为携带更多的电池提供了空间支持。

当水下滑翔机沉入几千米下的深海中,是不是传输信号会受影响呢?其实并不是,装备了通信与导航定位设施的水下滑翔机,通过姿态控制,最大限度将电线抬离水面,并与卫星终端建立稳定的通信渠道,不间断传输机体位置、姿态、状态和搜索采集到的各类海洋特征数据。

水下滑翔机是十分理想的水下观测设备。因其能源消耗小,续航能力强、可操控性强、实时性强,并且制造成本和维护费用相对较低,所以可重复使用和大量投放。

本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创,转载时务请注明出处。


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