[发明专利]水下能量收集无人机及操作方法

说明书

本发明涉及水下能量收集无人机及操作方法。水下能量收集无人机具有浸没地接收在海水中的主壳体和多个热电模块，所述多个热电模块中的每个模块具有与主壳体热接触的第一操作界面。热传递元件与多个热电模块上的第二操作界面接触并且电力存储装置连接至多个热电模块。建立主壳体与热传递元件之间的热梯度的浸没主壳体的配置使通过热电模块生成电力，由此对电力存储装置充电。

技术领域

本公开中所示的实施方式整体涉及一种水下无人航行器(UUV)，并且更具体地，涉及采用的热电系统以在UUV操作的环境中使用温差来生成电力的UUV。

背景技术

UUV被用于海底勘探、环境监测、以及安全操作的各种任务。UUV的操作配置文件(operational profile)使得加油操作能力受限且加油要求受限。深海是秘密军事行动的理想环境。此类行动通常依赖于UUV完成作战和侦察任务。

某些现有技术的UUV在海洋温变层中采用热梯度来生成能量或实现推进效应。然而，温变层在约1000米以下渐近地接近约3.5摄氏度的温度。因此，依赖于温变层中的梯度的UUV在深海环境中缺乏能量。因此，UUV必须经常浮出水面以以增加其能见度，并使UUV置于与水域舰艇发生碰撞或航向中断的潜在风险中。

发明内容

示例性的实施方式提供了一种水下能量收集无人机，其具有浸入在海水中的主壳体和多个热电模块，所述多个热电模块中的每个模块具有与主壳体进行热接触的第一操作界面。热传递元件与多个热电模块上的第二操作界面进行接触，并且电力存储装置连接至多个热电模块。浸没主壳体的配置建立主壳体与热传递元件之间的热梯度以引起热电模块的发电，从而对电力存储装置进行充电。

示例性实施方式允许用于操作无人水下航行器(UUV)的第一方法，其中，在第一位置处将冷海水输送至内部存储箱中。然后，将内部存储箱放置在第二位置处以存储冷的海水。将UUV导航至热液出气口位置，将主壳体置于与周围海水相较的“热区”中。基于主壳体与内部存储箱之间的热梯度，利用热电模块生成电力，以对电力存储装置进行充电。

示例性实施方式允许用于操作无人水下航行器(UUV)的第二方法，其中，浸没的UUV浮出水面以将散热器暴露于空气中。操作热电模块以采用浸没在海水中的主壳体与和空气对流接触的散热器之间的温差来提供生成的电能用于对电力存储装置进行充电。

附图说明

独立于每个实施方式或结合又一些其他实施方式能够实现已经讨论的特征、功能、以及优点，参考下列描述及附图能够看到其他实施方式的进一步细节。

图1A是采用如本文描述的第一示例性实施方式的UUV的图形表示；

图1B是采用如本文描述的第二示例性实施方式的UUV的图形表示；

图2A是图1A的实施方式的前剖视图；

图2B是具有矩形外形的第一实施方式的结构替代方案的前剖视图；

图3是第一实施方式的示意性侧剖视图；

图4是处于“pogo”方位的第一实施方式的侧视图；

图5是具有导航和感测部件的示例性控制系统的框图；

图6是第二实施方式的示意性侧剖视图；

图7A、图7B、以及图7C是第二实施方式的操作顺序的图形表示；

图8A是第二实施方式的结构替代方案的侧视图；

图8B是第二实施方式的替代方案的示意性侧剖视图；

图9是示出第一实施方式的电力生成的第一方法的流程图；并且

图10是示出第二实施方式的电力生成的第二方法的流程图。

具体实施方式