2018 Fiscal Year Annual Research Report
Feasibility study of an underwater glider with density-difference-engine
| Project/Area Number |
16K14515
|
|---|
| Research Institution | Osaka Prefecture University |
|---|
Principal Investigator |
有馬 正和 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70264801)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 密度差エンジン水中グライダー / 浮力調整装置 / 姿勢制御機構 / 自律型海中ロボット / 密度成層 / Nereus Ⅱ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、一切の動力を用いず、海中の密度躍層がもつ物理的性質を利用した「密度差エンジン」を提案し、これまでにない新しい水中グライダーの実現可能性を明らかにすることである。海洋の自然エネルギーを最大限に活用する、密度差エンジンによる自律型水中グライダーを実現することができれば、海洋における豊かな生態系を育む躍層付近の調査を効率的に行うことが可能となる。本研究では、バッテリーなどの動力源を用いずに推進することのできる試験機体を設計・製作し、水槽試験によってそのグライディング性能を解析して、「密度差エンジン」の有効性・妥当性を評価する。
今年度は、昨年度に設計開発をした機体（Nereus：ネレウス）の浮力エンジン機構を改善して、大型アクリル水槽（長さ2.2m×幅0.5m×深さ1.0m）および円筒アクリル水槽（直径1m×深さ3m）において潜航試験を行った。Nereus Ⅱ（ネレウス２）の浮力調整装置には、ゴム製ブラダを導入し、機体最後部に配置することによって、潜入に従って浮力を失うとともに浮心位置を前方に移動する役割を果たす。大型アクリル水槽には上部1/3に真水（0.0%食塩水）、中部1/3に1.0%食塩水、下部1/3に2.0%食塩水を入れ、機体の比重を1.01としている。ブラダを用いた浮力調整と浮心移動機構を実現したことによって、Nereusのゴム製ベローズ式浮力調整装置で発生した摩擦を軽減することができた。水槽上部では機首下げで潜入を始め、水槽下部に到達すると機首上げで浮上を始める。やがて水槽中央で停止してしまうものの、動力源を必要とせずに、潜入と浮上を行わせることができた。また、最終年度の研究計画に従って、実海域で長期間・広範囲に亘って海洋の環境や生態系を調査することのできる自律型海中ロボットの概念設計および運用方法の検討を試みた。
|
