Ett undervattensglidare ( eng. underwater glider ) är ett autonomt undervattensfarkost (AUV) , som sätts i rörelse genom att ändra flytkraft . Sedan början av 2000-talet har de använts i vetenskaplig och kommersiell havsforskning, militära angelägenheter etc. [1] .
Källan (enkel eller huvudsaklig) till rörelse är en förändring i flytkraften. Den vertikala uppstignings- eller nedstigningsimpulsen omvandlas till en horisontell genom att ändra centrans relativa position (tyngdkraft, flytkraft, tryck ...), precis som flygflygplan gör. Denna rörelseprincip gör det möjligt att drastiskt minska energiförbrukningen, vilket i sin tur gör det möjligt att i grunden öka marschräckvidden, om än med låg hastighet. I slutet av 1900-talet skapades segelflygplan med en autonom räckvidd på tusentals kilometer.
Med andra idealiska parametrar, såväl som att ta g \u003d 9.8, för att uppskatta den maximalt uppnåbara hastigheten, kan du använda formeln:
vxmax = 2,4 * effekt( dm / Cx , 1/2) * effekt ( V , 1/6)
var
vxmax - teoretiskt högsta möjliga hastighet (m/s)
dm är bråkdelen av båtens massa som används för att ändra flytkraft (dimensionslös faktor)
Cx - kroppens motståndskoefficient (vanligtvis inom 0,03 ... 0,06)
V - volymetrisk förskjutning av kroppen (m 3 )
I verkligheten är vinster upp till ~0,8 av denna teoretiska gräns möjliga. Till exempel, för Slocum Electric-apparaten med en deplacement på 0,05 ton, Cx på cirka 3,5 och en massavariation på 250 gram (dm=0,25/50=0,005), fluktuerar den verkliga longitudinella hastigheten runt 0,27 m/s.
En ubåt med en deplacement på 4 tusen ton, genom att pumpa och ta emot 10 ton utjämningsbarlast, skulle kunna nå en hastighet på ~ 1,7 m/s (ca 3 knop) med en utvecklad horisontell vinge (ca 3 knop), kanske lite mer . Om rörelseamplituden i djupet är upp till 200 m, kommer en sådan båt för ett avstånd på cirka 700 m att förbruka cirka 20 MJ energi på 7 minuter, vilket motsvarar rörelse med en effekt på 50 kW (~ 65 kW på propelleraxeln och ~ 70 kW på propellermotorn). Detta står i proportion när det gäller energiförbrukning med traditionell dragkraft, och skapar också växlande belastningar i strukturen och komplicerar kontroll, därför används inte passiv vattenplaning som den huvudsakliga rörelsemetoden för båtar. Icke desto mindre, för små fordon med en deplacement på upp till ~100 ton, kan en sådan regim av huvud- eller hjälpslaget visa sig vara ganska energiskt motiverad.
Principen för rörelse av undervattensglidare föreslogs först 1989 av oceanografen Henry Stommel (Henry Stommel) i analogi med rörelsen av fiskar och valar [2] .