О компании 
 Услуги 
 Пользователям 
 Поддержка 
 Контакты 
 
Главные новости
В мире
Россия
Бизнес
Наука и техника
Спорт
Культура
Здоровье
Подключиться
Оставить заявку
на подключение
Ссылки
Тарифные планы
Оставить заявку в службу ТП
Как оплатить
Карта сайта
Ресурсы сети
Почта
Блоги
Кино
Media
Фотогалерея
FTP сервера
Общение
Пиринговые сети
Игровые сервера
 
04.12.2007 21:20:00  Разработана подводная автономная пусковая платформа <<<
Эми Бовер (Amy Bower) хочет исследовать неуловимый и непредсказуемый океанский феномен. У западного побережья Гренландии, время от времени  формируются большие вращающиеся массы тёплой воды, называемые вихрями, которые годами дрейфуют в холодном Лабрадорском море.

«Эти вихри – маленькие винтики в большом механизме», – говорит Бовер. Но всё равно «винтики» важны, когда механизмом является глобальная циркуляция, перераспределяющая тепло на планете и помогающая регулировать климат земли (см. A Warm Swirling Eddy in the Cold Labrador Sea). Но как узнать точно, где и когда вихрь сформируется и как проследить за ним в такой отдалённой, труднодоступной части мирового океана?  

Бовер, которая работает океанологом в Вудсхольском океанографической институте (Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI)), обратилась за помощью к главному инженеру Джиму Валдесу (Jim Valdes), которые сконструировал новый прибор, способный находится под водой и ждать. Он сделан так, чтобы обнаруживать когда вихрь проходит и решать, когда запускать буй собирающий информацию. Этот буй может дрейфовать вместе с вращающимся вихрем, также как атмосферный зонд с небольшим воздушным шаром в небе.  

В сентябре они успешно установили два таких прибора, называемые подводными автономными пусковыми платформами (Submerged Autonomous Launch Platforms (SALP)), в Лабрадорском море, «ниже по течению» от места где часто образуются вихри. Созданные на основе оригинальной разработки океанологом Дейвом Фратантони (Dave Fratantoni) вместе с инженерами Доном Петерсом (Don Peters), Дэном Фри (Dan Frye) и Валдесом, эти SALPы совершенно автономны, и это будет первое их использование в морском эксперименте.

«Впервые мы пытаемся запустить буи в какой-то определённый, отдельный элемент океанической циркуляции (вихрь)»,–  говорит Валдес. – «И впервые мы устанавливаем профилирующие буи на такую подводную пусковую платформу».

Взведены и ждут запуска

SALP прикреплён к глубоководной буйковой станции, которая представляет из себя трос, снизу которого находится якорь, а наверху поплавки, удерживающие трос в вертикальном положении. Над конструкцией работало несколько инженеров WHOI: Джордж Туппер (George Tupper) разработал саму буйковую станцию, группа Рика Траска (Rick Trask) её сделала, а Скотт Уоррилов (Scott Worrilow) предоставил сенсоры которые прикрепляются вдоль троса и измеряют температуру воды, скорость течения, солёность и глубину – от дна (3 000 метров) до 100 метров (чтобы избежать влияния штормов и морского льда зимой верхние буи не плавают на поверхности, а заглублены).

Каждый SALP представляет собой восьмифутовую алюминивую раму с находяшимися в ней пластиковыми «каруселями» – пусковыми установками для буёв. Они снабжены множеством отверстий для уменьшения сопротивления воды. Каждый SALP несёт на себе шесть жёлтых двухметровых буёв в форме торпеды, расположенных как пули в барабане револьвера. Бовер и Валдес знали (из предшествующих спутниковых наблюдений за высотой поверхности моря, по которым можно выделять течения), что вихри отделяются примерно каждые два месяца от тёплого течения которое  проходит вдоль западного берега Гренландии и огибает северную часть Лабрадорского моря. Таким образом им нужно было два SALPа с буями для 12 вихрей, ожидаемых за двухлетний период работы станции. Пусковое устройство SALPов удерживает буи при помощи пружинных затворов. Цилиндр посередине карусели содержит компьютер, или «контроллер», который решает когда отпускать затворы и выпускать буи, один за одним.  

Встроенный «интеллект»

Контроллер SALP выполняет две задачи. Он определяет, когда вихрь проходит через него, распознавая изменения в температуре и давлении. Потом на основании этих данных он решает когда время запускать буй в вихрь.

«Сами контроллеры довольно «умны», – говорит Валдес. – «Представьте себе воздушный шарик. Когда налетает порыв ветра, шарик наклоняется под действием ветра. То же самое происходит с буйковой станцией в океане. SALP прикреплён к буйковой станции на на глубине порядка 500 метров. Когда вихревое течение подходит к станции, она наклоняется до такой степени что  SALP оказывается на 900 метрах (возможно я не правильно перевёл эту часть, потому что больно уж большой наклон получается).

Датчик давления говорит контроллеру, что он находится глубже чем был до этого. Температурный датчик может обнаружить, что температура окружающей воды стала теплее.

«Когда контроллер видит то, что ему «нравится», он активирует схему подающую электрический ток на «сгорающий тросик», – говорит Валдес. – Электричество вызывает очень быструю коррозию тросика в солёном океане, и он просто «сгорает». Предохранительная защёлка, прикреплённая к тросику, открывается, и пружинный механизм выталкивает буй из гнезда».

«Этот метод запуска буёв совсем новый», – говорит Бовер. – «Карусельный механизм запускает буй, когда подходит вихрь. Вместо того чтобы запускать их через определённое время, он производит запуск, основываясь на данных датчиков».

«Мы не можем подать контроллеру сигнал на пуск», – говорит Валдес. – «Он должен сделать это самостоятельно, поскольку он находится под поверхностью воды, то нет способа с ним общаться».

Время просыпаться

Нет прямой связи или обмена данными между буями и контроллером. Можно сказать, что при запуске их как бы выкидывают из кровати во время сна. Они изначально сбалансированы таким образом, чтобы опуститься на глубину в 1500 метров. «Буи спят в нашей раме», говорит Валдес. « Но каждый буй обладает внутренним будильником, который заставляет их просыпаться каждые два часа. Буй должен проснуться и задаться вопросом, 'Тээкс, посмотрим, нахожусь ли я глубже 1200 метров?' И если ответ 'да', значит он был запущен и пора приниматься за работу». Работа у него следующая – подняться на поверхность, по пути измеряя характеристики воды, и затем передать эти данные и своё местоположение в WHOI при помощи спутникового телефона. Буи повторяют цикл погружения-всплытия примерно каждые пять дней.

Буи будут дрейфовать вместе с их вихрями, всплывая и погружаясь, собирая данные о условиях внутри вихря и передовая их по спутнику, пока вращающаяся масса тёплой воды не диссипирует в Лабрадорском море. Этот процесс занимает годы.

Вихри могут достигать 50 километров в поперечнике, говорит Бовер, и запуск более чем одного буя на вихрь не имеет смысла. Поэтому, когда один буй выпущен, следующий может отправится в путешествие со своим вихрем не раанее чем через 20 дней.  

Подводные «рукопожатия»

Валдес запрограммировал контроллер в одном SALP как главный,  контроллер же в другом SALP является подчинённый. Главный контроллер сначала выпускает свои буи, и до поры до времени не даёт этого сделать вторичному. Но что-нибудь может пойти не так с главным контроллером, и инженерам нужно было встроить некий запас прочности системы. Во время работы главный контроллер постоянно проверяет нормально ли работают его датчики. Если, например, его датчик давления ломается, контроль передаётся вторичному контроллеру. Как? Соединительный кабель между двумя контроллерами позволяет совершать то, что Валдес называет «рудиметнарными рукопожатиями» каждые два часа. «Главный контроллер спрашивает вторичный 'Ты всё ещё там?', а тот ему отвечает 'Угу, туточки я'. Если вторичный контроллер не получает «рукопожатия» от главного в течение 12 часов, то он переходит в автономный режим.

Наделение контроллеров «интелелектом» и возможностью «принимать решения» было «одной из самых интересных задач проекта», говорит Валдес. «Ты играешь в игру «что если?». Ты думаешь, о том как твоя программа должна работать в идеале. Но потом ты говоришь себе: «А что если такая вот штука случится. Какую реакцию должен иметь контроллер при этом?» Ты создаёшь как бы дерево принятия решений, с различными сценариями того, как бы ты хотел чтобы шли дела в определённых обстоятельствах – и всё это должно быть запрограмировано». «Мы встроили несколько сценариев на случай, если что-то пойдёт не так», – говорит Валдес. Если после продолжительного времени останется много невыпущенных буёв, главный контроллер «изменит свои алгоритмы и будет применять менее строгие критерии выбирая время для запуска». Если всё не сработает, то контроллер перейдёт в режим запуска буёв через фиксированные промежутки времени. После экспедиции в конце сентября, во время которой были установлены SALPы в Лабрадорском море, Бовер и Валдес вернулись в свои тёплые лаборатории на берегу. Они ждут, что с усилением ветра в декабре, они получат первый сигнал, говорящий им о том, что их SLAP успешно запустил свой первый буй в проходящий тёплый вихрь.  


*****

Глубоководная буйковая станция, установленная в Лабрадорском море, – это длинный трос, натянутый между якорем на морском дне (3000 метров) и буём (100 м от поверхности), который удерживает его вертикально. Датчики, прикреплённые вдоль троса, измеряют свойства воды, а две платформы расположены на глубине около 500 метров для того, чтобы засекать проходящие тёплые вихри и запускать в них буи.



http://www.whoi.edu/oceanus/viewArticle.do?id=34106§ionid=1021

http://www.oceanographers.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=900&Itemid=142



Возврат к списку новостей

 
Wiki-новости
Экономика и финансы
Информационные технологии
Физика
Математика
Я - Женщина
Афиша
Нумизматика
История
История России
Великая Отечественная война
История Америки
Европа в Средние века
Великое княжество Литовское
Раннее Новое время
Возрождение
Византийская империя
Древний Рим
Древняя Греция
Древний Египет
Археология
Философия
Религии мира
Эзотерика
Астрономия
Биология
Орнитология
Океанология
Палеонтология
Стратиграфия и геохронология
Геология
Отправить SMS
 
Карта сайта