Плавающий робот spray впервые в истории пересёк гольфстрим
Маленькое животное вынырнуло из волн, возможно, подышать. Оно помахало небу плавником и через некое время величественно спустилось на громадную глубину. На много километров около не было никого.
В противном случае человек удивился бы — оранжевая шкура животного была из пластмассы и алюминия.
В первых числах Ноября 2004 года американский подводный робот-планер Spray завершил историческое подводное плавание поперёк Гольфстрима.
Ещё ни один робот не преодолевал такие океанские просторы. Приблизительно за 50 дней он в автоматическом режиме прошёл около тысячи километров от восточной части прибрежной полосы США (аппарат спустили в воду с борта исследовательского судна недалеко от мыса Код) до Бермудских островов.
Целый заплыв рядом с роботом не было никого. Только на берегу за «полётом» автомобили следили Брек Оуэнс (Breck Owens) и Брайан Гуэст (Brian Guest) из океанографического университета WHOI (Woods Hole Oceanographic Institution), и Расс Дэвис (Russ Davis) и Джефф Шерман (Jeff Sherman) из океанографического университета Скриппса (Scripps Institution of Oceanography).
Эти два учреждения общими усилиями и создали необыкновенную машину. А трое упомянутых учёных стали не только авторами робота, но и составили для собственного посланца научную программу и сами же проследили за её исполнением.
Протяженность робота образовывает два метра, размах крыльев — 1,2 метра, вес — 81 килограмм.
Машина способна поменять собственную плавучесть. Но вместо балластной цистерны у неё имеется податливый полимерный «плавательный пузырь», в который насосы закачивают масло (либо откачивают), меняя тем самым неспециализированный количество корпуса.
Примечательно, что управление по углу наклона корпуса осуществляется перемещением блока аккумуляторная батарей в него в продольном направлении. Рулей высоты тут нет.
финиш и Старт.
Между этими двумя снимками — более полутора месяцев и тысяча километров тернистого пути (фото с сайта whoi.edu).
В то время, когда аппарат скользит вниз либо вверх, его крылья трудятся как крылья планера, так что при всплытии и плавном погружении машина перемещается и по горизонтали. Потому и какого-либо тягового устройства (винта, водомёта) у робота кроме этого нет.
Угол спуска либо подъёма образовывает от 18 до 25 градусов.
Благодаря такому методу передвижения машина владеет «огромной» автономностью. Её теоретический запас хода (6 тысяч километров) разрешает пересечь Атлантику.
Действительно, скорость перемещения мала — 25-30 сантиметров в секунду. Так что трансокеанский переход занял бы у автомобили довольно много времени.
Но, 12 килограммов литиево-ионных батарей и относительно низкий расход энергии при планировании должны обеспечить машине такую возможность. Пока же она пересекла только малую часть океана.
Spray во всей своей наготе (фото с сайта spray.ucsd.edu).
11 сентября 2004 года Spray начал собственное смелое путешествие через Атлантику.
На определённых участках ему было нужно бороться с сильным течением, но по окончании вынужденных чередований «отступлений» и долгих «натисков» от намеченной цели, машина вышла к Бермудам, где её и выловили учёные.
Путь робота на карте был весьма далёк от прямой. Машине приходилось учитывать направления маленьких местных течений.
Траектория же перемещения Spray в вертикальной плоскости напоминала огромную синусоиду.
Приблизительно 3,5-5 часов аппарат скользил вниз (до глубины 1 километр) и позже столько же времени поднимался вверх. За одно такое колебание он проходил пять километров по горизонтали.
При каждом подъёме на поверхность робот поворачивался на бок, на 90 градусов, и поднимал к небу правое либо левое крыло.
Дело в том, что в кончик каждого из них встроен приёмник спутниковой совокупности навигации GPS, и совокупность спутниковой связи Iridium, по которой робот сбрасывал на берег научные данные и свои координаты, собранные на глубине.
Такое ответ разрешило исключить из конструкции лишние элементы крепления либо выдвижные антенны, а ещё — повысило надёжность.
Так, на опробованиях один из экземпляров Spray переехал корабль, сломав именно наконечник крыла. Но второй набор антенн продолжил работу.
Схема робота-планера (иллюстрация с сайта spray.ucsd.edu).
При каждом всплытии машина проводила на поверхности моря 15 мин., по окончании чего опять ныряла в глубину.
Кстати, по крену аппарат кроме этого управляется трансформацией положения тяжёлых аккумуляторная батарей в корпуса, подобно тому, как это делается для трансформации угла спуска либо подъёма автомобили. Для этого помогает отдельный блок батарей, поворачивающийся около продольной оси.
В один момент при таком сеансе связи учёные имели возможность отправлять роботу, кроме этого через спутник, поправки к программе, какие-либо новые инструкции.
В частности один раз ему «дали совет» исправить курс, по окончании того как робот, попав на участок сильного течения, утратил за два дня расстояние, с таким трудом пройденное за прошлые 14 дней.
В этом рейсе Spray был оснащён датчиками давления, температуры, прозрачности и солёности воды.
Но учёные говорят, что в других миссиях машину возможно будет оснастить иным комплектом оборудования, к примеру, химическими анализаторами либо биологическими датчиками. Либо звуковым доплеровским измерителем течений, разрешающий строить вертикальные срезы подводных потоков.
В начале 2005 года Spray пошлют в новое путешествие. Его маршрут будет родным к автостраде нынешнего рейса.
Но в этом случае робот обязан самостоятельно не только доплыть от побережья Массачусетса до Бермуд, вместе с тем в независимом режиме возвратиться обратно.
Профиль полёта от одного сеанса связи до другого (иллюстрация с сайта spray.ucsd.edu).
В будущем авторы проекта собираются создать целый флот роботов-планеров, каковые, при относительно низких затратах на эксплуатацию, имели возможность бы месяцами плавать в океанской толще, передавая через спутник гору научных данных.
А потому, что энергия нужна этим автомобилям только на работу и связь насосов, иногда управляющих плавучестью корпуса, запаса в аккумуляторе должно хватать на 6 месяцев независимой работы в океане.
Привлекательное свойство. Тем более, что большая глубина погружения автомобили образовывает полтора километра, а для снятия с неё научных данных не нужно присутствия научного судна — океанологи смогут приобретать через спутниковый «мост» поток полезных битов прямо с этих роботов на собственные компьютеры в университете.
