Autonomous underwater gliders, repr

Autonomous underwater gliders, represent a rapidlymaturing technology with a large cost-saving potential over currently-available ocean sampling techniques, especially for sustained, month at a time, real-time oceanographic measurements. Underwater gliders move efficiently through the watercolumn by exploiting their ability to change their weight in water. As a result there is an upward/downward force acting on the glider. Successive weight changes combined with a change in attitude result in a concatenation of up/down glide
cycles. The combination of upward/downward force with the change in attitude (i.e. pitch) allow the wings and body to generate the hydrodynamic lift and drag forces which propel the gliders horizontally and vertically through the water. The mechanism to achieve this change in weight is referred to as a buoyancy engine (see Figure 2). Currently operational gliders, such as Seaglider [3], Spray [8] and the electric SLOCUM glider use an electromechanical displacement actuator, pump or piston, to change their weight. A prototype glider using an alternative thermally driven buoyancy engine is currently under development [11]. The closed-loop control of attitude and depth is performed by an on-board computer that also executes a pre-programmed mission while submerged. At the surface the gliders acquire their location using a GPS receiver and compare that position to the desired position from the mission plan. The position error is used to compute an estimate of the average current flow encountered between two surfacings. The current estimate is then used to correct the dive parameters (i.e. heading) for the next dive cycle. At the surface the gliders are able to communicate globally using an IRIDIUM satellite connection (datarate¼2400 baud) or, for local line-of-sight communication, some gliders (i.e. SLOCUM) are equipped with a high bandwidth RF-modem (datarate¼115.2 kbaud). An ARGOS transmitter is implemented as a fall-back solution.
The antennae are integrated into the gliders such that while the glider is at the surface, the antennae are at a maximum height above the water surface for reliable communications. In the case of the SLOCUM glider, the antennae for communication and GPS are embedded within the rudder assembly, Figure 2 and, by means of an inflatable bladder in the tail cone, can be brought out of the water. Once communication to a control center has been successfully established, the current glider mission can be updated and/or data recorded during previous missions can be downloaded from the vehicle. Besides the vehicles’ position, attitude and other internal states, the gliders collect data from their scientific sensors.
Typically the gliders carry a conductivity, temperature and depth sensor (CTD), but more recently additional instrumentation such as Photosynthetically Active Radiation (PAR) sensors and fluorometers have successfully been operated. The drawback due to additional sensors as well as frequent communications and shallow dives, which imply frequent changes in buoyancy, is an increase in power consumption and therefore a reduction in mission length. Currently the operational endurance of the gliders varies from 3 to 4 weeks for the shallow SLOCUM glider (max. depth • 200m) to several months for the deeper diving gliders Seaglider (max. depth •1000m) and Spray (max. depth •1500m). All three
gliders are comparable in size and handling requirements. Their weight in air is approximately 50 kg and their total volume change capacity is between 0.5 and 1% of their total displacement. The horizontal speed relative to the surrounding water is typically around 35 cm/s. For more detailed information
on the specific performance of the gliders the reader is
referred to [3], [8], [11] and [4]

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

Gliders ใต้น้ำอิสระ แสดงเทคโนโลยี rapidlymaturing ด้วยศักยภาพการประหยัดต้นทุนขนาดใหญ่มากกว่าเทคนิคการสุ่มตัวอย่างปัจจุบันมีมหาสมุทร โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเดือน sustained เวลา oceanographic วัดแบบเรียลไทม์ Gliders ใต้น้ำย้ายมีประสิทธิภาพผ่านการ watercolumn โดย exploiting ความสามารถในการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนักในน้ำ ดังนั้น มีความแรงขึ้น/ลงทำหน้าที่บนเครื่องร่อนที่ การเปลี่ยนแปลงน้ำหนักต่อเนื่องพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงในทัศนคติผลเรียงต่อกันของ ขึ้น/ลงร่อน
รอบ การรวมกันของขึ้น/ลงแรงกับการเปลี่ยนแปลงทัศนคติ (เช่น ระยะห่าง) ทำให้ปีกและร่างกายสร้างยก hydrodynamic และลากทหารที่ขับเคลื่อนการ gliders ในแนวนอน และแนวตั้งผ่านน้ำ กลไกเพื่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักจะเรียกว่าเครื่องมือพยุง (ดูรูปที่ 2) ปัจจุบันปฏิบัติ gliders เช่น Seaglider [3], [8] สเปรย์และเครื่องร่อน SLOCUM ไฟฟ้าใช้ actuator ที่แทนไฟฟ้า สูบหรือลูกสูบ การเปลี่ยนแปลงน้ำหนักของพวกเขา เครื่องร่อนเป็นต้นแบบที่ใช้เครื่องพยุงขับเคลื่อนแพอื่นอยู่ระหว่างการพัฒนา [11] ดำเนินการควบคุมวงปิดของทัศนคติและความลึก โดยคอมพิวเตอร์ที่เหลือเฟือที่ยัง ดำเนินการภารกิจเตรียมโปรแกรมขณะน้ำท่วม ที่ผิว gliders ที่ได้รับตำแหน่งที่ใช้เครื่องรับ GPS และเปรียบเทียบตำแหน่งที่ไปยังตำแหน่งที่ต้องจากแผนภารกิจ ข้อผิดพลาดตำแหน่งที่ใช้เพื่อคำนวณการประเมินกระแสปัจจุบันเฉลี่ยที่พบระหว่างสอง surfacings แล้วใช้การประเมินปัจจุบันเมื่อต้องการแก้ไขพารามิเตอร์ไดฟ์ (เช่นหัวข้อ) สำหรับวงจรไดฟ์ต่อไป ที่ผิว gliders ที่จะสื่อสารทั่วโลกโดยใช้การเชื่อมต่อดาวเทียม IRIDIUM (datarate¼2400 รับส่งข้อมูล) หรือ สำหรับการสื่อสารภายในบรรทัดของสายตา gliders บางอย่าง (เช่น SLOCUM) เพียบพร้อม ด้วยแบนด์วิดท์สูง RF-โมเด็ม (datarate¼115.2 kbaud) มีดำเนินการส่งอาร์เป็นโซลูชันตกกลับ
เสาอากาศจะรวมอยู่ใน gliders ที่ให้ขณะที่เครื่องร่อนที่ผิว เสาอากาศความสูงสูงสุดเหนือผิวน้ำสำหรับการสื่อสารที่เชื่อถือได้ ในกรณีของเครื่องร่อน SLOCUM เสาอากาศ GPS และการติดต่อสื่อสารถูกฝังอยู่ภายในแอสเซมบลีที่หางเสือ รูปที่ 2 และ โดยการเป่าลมกระเพาะปัสสาวะในกรวยหาง สามารถนำน้ำ เมื่อสำเร็จการสื่อสารกับศูนย์ควบคุมความเรียบร้อย ภารกิจเครื่องร่อนปัจจุบันสามารถปรับปรุง หรือข้อมูลที่บันทึกไว้ในระหว่างภารกิจก่อนหน้านี้สามารถดาวน์โหลดได้จากยานพาหนะ นอกจากตำแหน่งของยานพาหนะ ทัศนคติ และรัฐอื่น ๆ ภายใน gliders ที่เก็บรวบรวมข้อมูลจากนักวิทยาศาสตร์เซอร์.
ปกติ gliders การดำเนินนำ เสร็จเรียบร้อยแล้วดำเนินเซ็นเซอร์อุณหภูมิและความลึก (CTD), แต่มากล่าสุดเพิ่มเติมเครื่องมือเซ็นเซอร์ Photosynthetically Active รังสี (หุ้น) และ fluorometers คืนเงินเนื่องจากเซนเซอร์เพิ่มเติมตลอดจนสื่อสารบ่อย และ dives ตื้น ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงบ่อยสิทธิ์แบบในพยุง เป็นการเพิ่มการใช้พลังงาน และลดความยาวของภารกิจ ขณะนี้ความอดทนปฏิบัติของ gliders ที่ตั้งแต่ 3 ถึง 4 สัปดาห์สำหรับการตื้น SLOCUM เครื่องร่อน (เดย์ลึก• 200 เมตร) หลายเดือน gliders ดำน้ำลึก Seaglider (เดย์ลึก •1000m) และสเปรย์ (เดย์ลึก •1500m) ทั้งสาม
gliders จะเทียบขนาดและการจัดการความต้องการ ประมาณ 50 กิโลกรัมเป็นน้ำหนักของพวกเขาในอากาศ และความเปลี่ยนแปลงของปริมาตรรวมอยู่ระหว่าง 0.5 และ 1% ของความจุ ความเร็วแนวนอนเมื่อเทียบกับน้ำล้อมรอบโดยทั่วไปคือ ประมาณ 35 cm/s สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม
ประสิทธิภาพเฉพาะของ gliders ที่ อ่านอยู่
เรียกว่า [3], [8], [11] และ [4]

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

อิสระใต้น้ำเครื่องร่อน เป็นตัวแทนของ rapidlymaturing เทคโนโลยีที่มีขนาดใหญ่ประหยัดค่าใช้จ่ายที่มีศักยภาพมากกว่าในปัจจุบัน โอเชี่ยน การสุ่มตัวอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับยั่งยืนเดือนในเวลาเรียลไทม์ที่มีการวัด เครื่องร่อนใต้น้ำย้ายได้อย่างมีประสิทธิภาพผ่าน watercolumn โดย exploiting ความสามารถของพวกเขาที่จะเปลี่ยนน้ำหนักของพวกเขาในน้ำเป็นผลให้มีขึ้น / ลดลงแรงทำเครื่องร่อน การเปลี่ยนแปลงน้ำหนักต่อเนื่องรวมกับการเปลี่ยนแปลงในผลทัศนคติในที่เรียงต่อกันขึ้น / ลงเหิน
รอบ การรวมกันของขึ้น / ลดลงแรง ด้วยการเปลี่ยนแปลงทัศนคติ ( เช่นสนาม ) ช่วยให้ปีกและร่างกายสร้างลิฟท์และลากซึ่งขับเคลื่อนดัชนีบังคับเครื่องร่อนในแนวนอนและแนวตั้งผ่านน้ำ กลไกเพื่อให้บรรลุการเปลี่ยนแปลงนี้ น้ำหนัก จะเรียกว่าเป็นทุ่นลอยน้ำเครื่องยนต์ ( ดูรูปที่ 2 ) ขณะนี้การดำเนินงานเครื่องร่อน เช่น seaglider [ 3 ] , พ่น [ 8 ] และไฟฟ้าสโลเคิ่มเครื่องร่อนใช้ Actuator แบบไฟฟ้า ,ปั๊มลูกสูบ เปลี่ยนน้ำหนักของพวกเขา ต้นแบบเครื่องร่อนใช้ทางเลือกซึ่งขับเคลื่อนเครื่องยนต์ลอยอยู่ภายใต้การพัฒนา [ 11 ] กระแสการควบคุมทัศนคติและความลึกจะดําเนินการโดยคณะกรรมการในคอมพิวเตอร์ที่ยังรันโปรแกรมก่อนภารกิจ จมอยู่ใต้น้ำที่พื้นผิวเครื่องร่อนได้รับสถานที่ของพวกเขาโดยใช้ตัวรับสัญญาณ GPS และเปรียบเทียบตำแหน่งไปยังตําแหน่งที่ต้องการจากแผนปฏิบัติการ ตำแหน่งข้อผิดพลาดที่ใช้คำนวณค่าประมาณของการไหลของกระแสเฉลี่ยที่พบระหว่างสอง surfacings . ประมาณการปัจจุบันแล้วใช้เพื่อแก้ไขพารามิเตอร์ ( เช่นไปดำน้ำ ) สำหรับวงจรดำน้ำต่อไปที่พื้นผิวเครื่องร่อนสามารถติดต่อสื่อสารทั่วโลกโดยใช้ดาวเทียมอิริเดียมการเชื่อมต่อ ( datarate ¼ 2400 baud ) หรือ สายท้องถิ่นของการสื่อสารบางอย่าง ( เช่นเห็นเครื่องร่อนสโลเคิ่ม ) เป็นอุปกรณ์ที่มีแบนด์วิดธ์สูงโมเด็ม RF ( datarate ¼ 115.2 kbaud ) เป็นเครื่องส่งสัญญาณอาร์กอส ซึ่งใช้เป็นโซลูชันกลับตก
เสาอากาศจะถูกรวมเข้าเป็นเครื่องร่อนดังกล่าวในขณะที่เครื่องร่อนที่พื้นผิว , เสาอากาศอยู่ที่ความสูงสูงสุดเหนือผิวน้ำเพื่อการสื่อสารที่เชื่อถือได้ ในกรณีของเครื่องร่อนสโลเคิ่ม , เสาอากาศสื่อสารและ GPS ฝังอยู่ภายในหางเสือประกอบรูปที่ 2 และ โดยวิธีการของกระเพาะปัสสาวะพองในโคนหาง สามารถนำขึ้นมาจากน้ำเมื่อการสื่อสารกับศูนย์ควบคุมได้ก่อตั้งขึ้นสำเร็จภารกิจ เครื่องร่อน ปัจจุบันสามารถปรับปรุงและ / หรือข้อมูลที่บันทึกไว้ระหว่างภารกิจหน้าที่ที่สามารถดาวน์โหลดได้จากรถ นอกจากตำแหน่งยานพาหนะ ทัศนคติ และ สหรัฐอเมริกา ภายใน อื่น ๆ , เครื่องร่อนเก็บข้อมูลจากเซ็นเซอร์ ทางวิทยาศาสตร์ของพวกเขา .
โดยปกติเครื่องร่อนมีการนําเซ็นเซอร์อุณหภูมิและความลึก ( CTD ) แต่มากขึ้นเมื่อเร็ว ๆนี้เพิ่มเติมเครื่องมือวัด เช่น photosynthetically รังสีปราดเปรียว ( PAR ) เซ็นเซอร์ และ fluorometers ได้รับเรียบร้อยแล้วใช้งานได้ ข้อเสียเปรียบเนื่องจากเซ็นเซอร์เพิ่มเติม ตลอดจนการสื่อสารบ่อย และดำน้ำตื้น ซึ่งบ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงบ่อยในการลอยตัวเพิ่มขึ้นในการใช้พลังงาน และดังนั้นจึง ลดความยาวของภารกิจ ขณะนี้ความอดทนปฏิบัติเครื่องร่อนแตกต่างกันจาก 3 ถึง 4 สัปดาห์สำหรับเครื่องร่อนสโลเคิ่ม ( สูงสุด 200 เมตร ความลึก - ตื้น ) หลายเดือนสำหรับดำน้ำลึก ( ลึก - เครื่องร่อน seaglider สูงสุด 1000 เมตร ) และสเปรย์ ( แม็กซ์ ความลึก - 1500m ) 3
เครื่องร่อนจะเปรียบในขนาดและการจัดการความต้องการน้ำหนักของพวกเขาในอากาศประมาณ 50 กิโลกรัม และปริมาณการเปลี่ยนแปลงความจุอยู่ระหว่าง 0.5 และ 1 เปอร์เซ็นต์ ของการรวมของพวกเขา แนวนอนความเร็วสัมพันธ์กับรอบน้ำโดยปกติจะประมาณ 35 cm / s สำหรับ
รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับประสิทธิภาพการทำงานที่เฉพาะเจาะจงของเครื่องร่อนผู้อ่าน
เรียกว่า [ 3 ] , [ 8 ] , [ 11 ] และ [ 4 ]