Vedenalainen purjelentokone ( eng. underwater glider ) on itsenäinen vedenalainen ajoneuvo (AUV) , joka saatetaan liikkeelle kelluvuutta muuttamalla . 2000-luvun alusta lähtien niitä on käytetty tieteellisessä ja kaupallisessa meritutkimuksessa, sotilasasioissa jne. [1] .
Liikkeen lähde (yksittäinen tai pääasiallinen) on kelluvuuden muutos. Pystysuora nousu- tai laskuimpulssi muunnetaan vaakasuuntaiseksi muuttamalla keskipisteiden suhteellista sijaintia (painovoima, kelluvuus, paine ...), aivan kuten ilmaliitimet tekevät. Tämä liikeperiaate mahdollistaa energiankulutuksen jyrkän vähentämisen, mikä puolestaan mahdollistaa risteilymatkan perustavan lisäämisen, vaikkakin pienellä nopeudella. 1900-luvun lopulla luotiin purjelentokoneita, joiden autonominen matkalentomatka oli tuhansia kilometrejä.
Voit käyttää kaavaa muilla ihanteellisilla parametreilla sekä ottamalla g \u003d 9,8 suurimman saavutettavan nopeuden arvioimiseksi:
vxmax = 2,4 * teho ( dm / Cx , 1/2) * teho ( V , 1/6)
missä
vxmax - teoriassa suurin saavutettava nopeus (m/s)
dm on aluksen massan osuus, jota käytetään kelluvuuden muuttamiseen (mitaton kerroin)
Cx - rungon vastuskerroin (yleensä välillä 0,03 ... 0,06)
V - rungon tilavuussiirtymä (m 3 )
Todellisuudessa tästä teoreettisesta rajasta ~0,8:aan asti on saavutettavissa. Esimerkiksi Slocum Electric -laitteessa, jonka siirtymä on 0,05 tonnia, Cx noin 3,5 ja massavaihtelu 250 grammaa (dm = 0,25/50 = 0,005), todellinen pituussuuntainen nopeus vaihtelee noin 0,27 m/s.
Sukellusvene, jonka uppouma on 4 tuhatta tonnia, voisi pumppaamalla ja vastaanottamalla 10 tonnia tasauspainolastia saavuttaa nopeuden ~ 1,7 m / s (noin 3 solmua) kehittyneellä vaakasiivellä (noin 3 solmua), ehkä hieman enemmän . Jos liikkeen amplitudi syvyydessä on jopa 200 m, niin noin 700 m matkalla tällainen vene kuluttaa noin 20 MJ energiaa 7 minuutissa, mikä vastaa liikettä 50 kW (~ 65 kW) teholla. potkurin akselilla ja ~ 70 kW potkurimoottorilla ). Tämä on energiankulutuksen kannalta oikeassa suhteessa perinteiseen vetovoimaan, ja se myös luo rakenteeseen vaihtelevia kuormia ja vaikeuttaa hallintaa, joten passiivista vesiliirtoa pääasiallisena liikkumismenetelmänä ei käytetä veneissä. Kuitenkin pienille ajoneuvoille, joiden iskutilavuus on ~100 tonnia, tällainen pää- tai apuiskun järjestely voi osoittautua energeettisesti varsin perustelluksi.
Merentieteilijä Henry Stommel (Henry Stommel) ehdotti vedenalaisten purjelentokoneiden liikkumisperiaatetta ensimmäisen kerran vuonna 1989 analogisesti kalojen ja valaiden liikkeen kanssa [2] .