水下滑翔机：海洋探索与反潜神器？ _小知识

近日，我国研制的新型水下机器人“水下滑翔机”在南海自主航行了1022.5千米，持续航行时间30天。网友们难免好奇，这水下滑翔机没有螺旋桨，也没有其他动力装置，仅靠浮力和姿态调整就航行了这么远，持续时间还这么长，这神器是怎么做到的？

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把“小肚子”鼓起来

要明白水下滑翔机是如何在无螺旋桨的情况下实现潜行，我们首先得来大体了解一下它的结构，如图：

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从上图我们看到，水下滑翔机有一对翅膀，就像飞机的机翼。有了翅膀，滑翔就成为了可能。打个比方，一只猫从六十层楼上跳下来，这是坠落，但是一只鹰跳下来，则是滑行，且能滑行很远的距离，所以，翅膀是关键。

因为重力，当水下滑翔机从海面坠落到几千米的深海时，利用自身翅膀，可向前滑行一段很长的距离。现在，问题来了，水下滑翔机是可以利用下沉，并滑翔向前，但是，当它沉到上千米深的海底时，怎么上浮呢？
很简单，坠落到预定深度后，改变自身密度从而实现上浮！相同质量下，体积越大，密度就越小，所以，只要把水下滑翔机的体积变大一丁点儿，就可以上浮了。关键是，怎么改变密度呢？咱们想象一下，装着水的啤酒瓶，如果瓶口紧紧套着一个没充气的气球，当水还在瓶子里时，气球是扁的，而如果瓶子里的水倒入气球后，那么气球就撑大了，于是，啤酒瓶和气球组成的这个系统的总体积就变大了。
一般来说，水下滑翔机要改变自身密度，大体是这样做的：

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如上图，水下滑翔机通过液压活塞把液压油压入液压皮囊中，于是，滑翔机的总体积变大，但总质量不变，所以，随着皮囊的膨胀，滑翔机密度变得小于海水密度，从而向海面上浮；当到达海面，并向卫星传输已经收集到的数据后，滑翔机收缩活塞，于是密度变大，当大于海水密度时，再次下沉，因为有翅膀，所以可向前滑翔……如此往复，从而在茫茫深海实现“之”字形锯齿状前行。

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向大海取能

水下滑翔机除了利用电池，还可以从海洋中直接获取能源，这就是海洋温差能。我们都知道，海水因深度不同，温度也会不同，海水表面可以直接吸收太阳能，温度较高，有的海水表面温度最高甚至可达30摄氏度，通常情况是在20摄氏度左右，而在1000米深处，海水温度会降到4-5摄氏度。

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上图可以看出，我国南海和台湾海域，夏季海水表面温度甚至超过了25摄氏度。而在1000米深处，温度常年在5摄氏度左右。这种温度的变化，意味着海水中蕴藏着巨大的能源，怎么利用呢？

一个办法是，利用某些材料的在这个温度范围内的相变而做功。大家都知道，水结冰后，体积会膨胀，这就是冰山浮在海面的原因，也是冬天，北方的暖气管常常被冻裂的原因。暖气管是铁的，但里面的水如果结冰，体积就会膨胀，这种膨胀的力量很大，能把暖气管撑裂。