Un planeador submarino ( eng. planeador submarino ) es un vehículo submarino autónomo (AUV) , que se pone en movimiento cambiando la flotabilidad . Desde principios de la década de 2000, se han utilizado en investigaciones oceánicas científicas y comerciales, asuntos militares, etc. [1] .
La fuente (única o principal) del movimiento es un cambio en la flotabilidad. El impulso vertical de ascenso o descenso se convierte en horizontal cambiando la posición relativa de los centros (gravedad, flotabilidad, presión...), tal como lo hacen los planeadores de aire. Este principio de movimiento permite reducir drásticamente el consumo de energía, lo que, a su vez, permite aumentar sustancialmente la autonomía, aunque a baja velocidad. A fines del siglo XX, se crearon planeadores con un rango de crucero autónomo de miles de kilómetros.
Con otros parámetros ideales, además de tomar g \u003d 9.8, para estimar la velocidad máxima alcanzable, puede usar la fórmula:
vxmax = 2.4 * potencia ( dm / Cx , 1/2) * potencia ( V , 1/6)
dónde
vxmax - velocidad teóricamente máxima alcanzable (m/s)
dm es la fracción de la masa de la embarcación utilizada para cambiar la flotabilidad (factor adimensional)
Cx - coeficiente de arrastre del cuerpo (generalmente entre 0,03 ... 0,06)
V - desplazamiento volumétrico del cuerpo (m 3 )
En realidad, se pueden lograr ganancias de hasta ~0,8 de este límite teórico. Por ejemplo, para el aparato Slocum Electric con un desplazamiento de 0,05 toneladas, Cx de alrededor de 3,5 y una variación de masa de 250 gramos (dm=0,25/50=0,005), la velocidad longitudinal real fluctúa alrededor de 0,27 m/s.
Un submarino con un desplazamiento de 4 mil toneladas, al bombear y recibir 10 toneladas de lastre de compensación, podría alcanzar una velocidad de ~ 1,7 m/s (unos 3 nudos) con un ala horizontal desarrollada (unos 3 nudos), quizás un poco más . Si la amplitud del movimiento en profundidad es de hasta 200 m, entonces, para una distancia de aproximadamente 700 m, dicho barco consumirá aproximadamente 20 MJ de energía en 7 minutos, lo que equivale a un movimiento con una potencia de 50 kW (~ 65 kW en el eje de la hélice y ~ 70 kW en el motor de la hélice). Esto es proporcional en términos de consumo de energía con la tracción tradicional, y también crea cargas alternas en la estructura y complica el control, por lo tanto, el aquaplaning pasivo como método principal de movimiento no se utiliza para los barcos. Sin embargo, para vehículos pequeños con un desplazamiento de hasta ~100 toneladas, tal régimen de carrera principal o auxiliar puede resultar bastante justificado energéticamente.
El principio del movimiento de los planeadores submarinos fue propuesto por primera vez en 1989 por el oceanógrafo Henry Stommel (Henry Stommel) por analogía con el movimiento de los peces y los cetáceos [2] .