Audringame atvirame vandenyne dreifuojantys plūdurai tarnauja kaip pavieniai sargybiniai, galintys nepertraukiamai veikti ilgus metus ekstremaliomis sąlygomis, tokiomis kaip uraganai, žema temperatūra ir didelis druskingumas. Šie prietaisai, kurių skersmuo yra maždaug 1 metras, pagrįsti išradingu dizainu, kad veiktų kaip „plieniniai -kieti“ vandenyno stebėjimo arkliukai.
Struktūrinis dizainas: „lankstus“ požiūris į atsparumą bangoms
• Miniatiūrizavimas ir žemo svorio centro dizainas: Kinijos „Blue Sea Star“ plūduras tai pasiekia dėl labai integruotos įrangos, sumažindamas bendrą svorį nuo 100 kilogramų iki 30 kilogramų, o apačioje pridedant atsvarus, kurie žymiai sumažina svorio centrą. Ši konstrukcija sumažina siūbavimo amplitudę milžiniškose bangose 40 %, sutrumpina natūralų siūbavimo periodą nuo 7,3 sekundės iki 3,2 sekundės ir efektyviai išvengia pagrindinės bangų energijos zonos, užkertant kelią rezonanso -sukeltam apvirimui.
• Vienos{0}}stulpelio bangai{1}}atspari struktūra: plūduras turi ploną vienos-kolonos konfigūraciją, kartu su specialiomis medžiagomis (pvz., itin-didelės molekulinės masės polietilenu), kad atlaikytų trumpalaikius smūgius ir ilgalaikį nuovargį. Lauko bandymai įrodė, kad net esant 12 kategorijos jūros sąlygoms ir 140 km/h vėjo greičiui per taifūną „Mangkhut“, plūduras išlaikė stabilią laikyseną, o duomenų gavimo greitis viršijo 80%.
• Vandens burių švartavimosi sistema: lanksti vandens burės konstrukcija apačioje dinamiškai prisitaiko prie vandenyno srovių, išlaikydama dreifo trajektoriją, o sugerdama energiją per elastingą deformaciją. „China Communications Construction Company“ patentuotas dreifuojantis plūduras taip pat turi dvigubą-sandarių korpusą, o viršutinis korpusas pagamintas iš skaidraus polikarbonato, kad būtų suderintas stiprumas ir povandeninio stebėjimo reikalavimai.
Hibridinė energija: „Jūros jėgainė“, kuri niekada nesustoja
• Nuotraukų-bangų-režimų energijos surinkimo technologija: dreifuojančio plūduro paviršiuje integruotos plonos-plėvelės saulės baterijos, kartu su bangų energijos-varomu virpesių-ir-švytuokliniu dvigubo{6} režimo energijos surinkimo įrenginiu. Kai bangos verčia plūdurą judėti aukštyn ir žemyn, įmontuota-pjezoelektrinė-elektromagnetinė jungtis mechaninę energiją paverčia elektros energija, todėl „judėjimas{10}}į-generuoja energiją“.
• Išmanusis energijos valdymas: atliekant bandymus Pietų Kinijos jūroje, termoelektriniai energijos gamybos moduliai naudojo vertikalius jūros vandens temperatūros skirtumus (ΔT, didesnius arba lygius 15 laipsnių), kad papildytų energiją, kartu su didelio -tankio ličio baterijomis, užtikrinant nepertraukiamą veikimą daugiau nei penkias dienas debesuotu ar lietingu oru. Ši sistema leidžia plūdurui nepertraukiamai veikti iki 12 mėnesių poliariniuose regionuose ir 15 mėnesių atviruose vandenynuose.
Jutikliai: tikslus stebėjimas tarp turbulencijos
• Anti-Svyravimo jutimo technologija: siekdama pašalinti matavimo klaidas, atsirandančias dėl plūduro siūbavimo, tyrimų ir plėtros komanda optimizavo mikro-meteorologinių jutiklių išdėstymą. Pavyzdžiui, 3-metrų-aukščio anemometras turi lengvą, mažo-atsparumo dizainą, kad sumažintų ilgos-rankos efektą; vandens temperatūros jutiklis naudoja didelio jautrumo zondą kartu su dinaminio kompensavimo algoritmais, kad temperatūros tikslumas būtų ±0,002 laipsnio ribose net siūbavimo sąlygomis.
• Anti-biologinio užteršimo danga: druskos rūkas gali sukelti įrangos koroziją ir duomenų nukrypimą. Naujojo plūduro elektrodai pagaminti iš titano lydinio, o ištirpusio deguonies jutiklis aprūpintas automatiniu valymo šepetėliu, kartu su anti-biologinio užteršimo danga. Po 2000 valandų druskos rūko bandymų veikimas nepablogėjo.
Ekstremalios aplinkos lauko patikrinimas
• Taifūno mūšio laukas: 2018 m. „Blue Star“ plūduras realiuoju laiku užfiksavo 14,2 metro bangų aukščio ir 51 m/s vėjo greičio duomenis taifūno „Mangkhut“ centre, o inkaro grandinės įtempis siekė tik 63 % projektinės vertės, o konstrukcija liko nepažeista.
• Poliariniai regionai: Antarkties vakarų vėjo juostoje dreifuojantys plūdurai ir toliau veikė esant iki -40 laipsnių temperatūrai ir ledo susidūrimo sąlygomis, perduodami duomenis per Beidou trumpųjų pranešimų paslaugą, kurių padėties nustatymo tikslumas didesnis nei 0,1 metro.
• Giluminiai{0}}jūriniai iššūkiai: Kinijos laivų statybos pramonės korporacijos (CSIC) 710 instituto sukurta akustinio orientavimo prijungimo technologija leidžia povandeniniams robotams pakeisti jutiklius ant plūdurų 5 000 metrų gylyje ir atlikti užduotį per 30 minučių.
Kinijos dreifuojantys plūdurai sprendžia struktūrinius iššūkius pasitelkdami medžiagų naujoves, įveikia ištvermės ribas naudojant hibridines energijos sistemas, sumažina turbulencijos klaidas pasitelkdami išmaniuosius algoritmus ir galiausiai paverčia ekstremalias aplinkas mokslinių duomenų lobiais. Šie „vandenynų kariai“, sveriantys mažiau nei 100 kilogramų, technologiniu atsparumu matuoja žmogaus tyrinėjimo į gilias mėlynas ribas, suteikdami tvirtą paramą pasauliniam vandenynų valdymui.
