Nemierīgajā atklātajā okeānā dreifējošās bojas kalpo kā vientuļi sargi, kas spēj nepārtraukti darboties gadiem ekstrēmos apstākļos, piemēram, viesuļvētras, zemas temperatūras un augsta sāļuma. Šīs ierīces, kuru diametrs ir aptuveni 1 metrs, ir balstītas uz ģeniālu dizainu, lai tās darbotos kā "tērauda-cietais" okeāna novērošanas darba zirgs.
Strukturālais dizains: "elastīga" pieeja viļņu izturībai
• Miniaturizācija un zema smaguma centra dizains: Ķīnas "Blue Sea Star" boja to panāk, izmantojot augsti integrētu aprīkojumu, samazinot kopējo svaru no 100 kilogramiem līdz 30 kilogramiem, vienlaikus pievienojot pretsvarus apakšā, lai ievērojami pazeminātu smaguma centru. Šis dizains samazina šūpošanās amplitūdu par 40% milzu viļņos, saīsina dabiskās šūpošanās periodu no 7,3 sekundēm līdz 3,2 sekundēm un efektīvi izvairās no viļņu galvenās enerģijas zonas, novēršot rezonanses{6}}izraisītu apgāšanos.
• Viena{0}}kolonnas viļņa-izturīga struktūra: boja izmanto slaidu vienas-kolonnas konfigurāciju, kas apvienota ar īpašiem materiāliem (piemēram, īpaši-augstas molekulmasas polietilēnu), lai izturētu pārejošus triecienus un ilgstošu-nogurumu. Lauka testi ir pierādījuši, ka pat 12. kategorijas jūras apstākļos un vēja ātrumos 140 km/h taifūna "Mangkhut" laikā boja saglabāja stabilu stāju ar datu iegūšanas ātrumu, kas pārsniedza 80%.
• Ūdens buru pietauvošanās sistēma: elastīgā ūdens buru konstrukcija apakšā dinamiski pielāgojas okeāna straumēm, saglabājot dreifēšanas trajektoriju, vienlaikus absorbējot enerģiju elastīgās deformācijas rezultātā. Ķīnas komunikāciju būvniecības uzņēmuma patentētajai dreifējošajai bojai ir arī dubultā-apvalka konstrukcija, un augšējais apvalks ir izgatavots no caurspīdīga polikarbonāta, lai līdzsvarotu izturību un zemūdens novērošanas prasības.
Hibrīdenerģija: "ārzonas spēkstacija", kas nekad neapstājas
• Foto-viļņu divējāda-režīmu enerģijas ieguves tehnoloģija: dreifējošās bojas virsmā ir integrētas plānas-plēves saules baterijas, kas apvienotas ar viļņu enerģijas-virzāmām svārstībām-un -svārsta divējā{6}}režīmu enerģijas savākšanas ierīci. Kad viļņi liek bojai kustēties uz augšu un uz leju, iebūvētais-pjezoelektriskais-elektromagnētiskais savienotājs pārvērš mehānisko enerģiju elektriskajā enerģijā, panākot "kustību{10}}uz-elektroenerģijas ražošanu".
• Viedā enerģijas pārvaldība: Dienvidķīnas jūras testu laikā termoelektriskie enerģijas ražošanas moduļi izmantoja vertikālās jūras ūdens temperatūras atšķirības (ΔT, kas ir lielākas vai vienādas ar 15 grādiem), lai papildinātu jaudu, apvienojumā ar augsta -blīvuma litija akumulatoriem, nodrošinot nepārtrauktu darbību vairāk nekā piecas dienas mākoņainā vai lietainā laikā. Šī sistēma ļauj bojai nepārtraukti darboties līdz 12 mēnešiem polārajos reģionos un 15 mēnešus atklātos okeānos bez pārtraukuma.
Sensori: precīza uzraudzība turbulences apstākļos
• Pret-šūpošanās sensora tehnoloģija: lai novērstu mērījumu kļūdas, ko izraisa boju šūpošanās, pētniecības un izstrādes komanda optimizēja mikro-meteoroloģisko sensoru izkārtojumu. Piemēram, 3-metrus-augstajam anemometram ir viegls, zemas-pretestības dizains, lai samazinātu garās-rokas efektu; ūdens temperatūras sensors izmanto augstas jutības zondi, kas apvienota ar dinamiskās kompensācijas algoritmiem, lai saglabātu temperatūras precizitāti ±0,002 grādu robežās pat šūpošanās apstākļos.
• Pret-biopiesārņojuma pārklājums: sāls miglas vide var izraisīt aprīkojuma koroziju un datu novirzi. Jaunās bojas elektrodi ir izgatavoti no titāna sakausējuma, un izšķīdinātā skābekļa sensors ir aprīkots ar automātisku tīrīšanas suku, kas apvienota ar pret-bioloģisko piesārņojumu. Pēc 2000 stundu ilgas sāls miglas testēšanas veiktspējas pasliktināšanās nebija.
Ekstrēmas vides lauka pārbaude
• Taifūna kaujas lauks: 2018. gadā boja "Blue Star" reģistrēja reāllaika datus par viļņu augstumu-14,2 metri un vēja ātrumu 51 m/s Taifūna "Mangkhut" centrā, un enkura ķēdes spriegums sasniedza tikai 63% no projektētās vērtības, un konstrukcija palika neskarta.
• Polārie reģioni: Antarktikas rietumu vēja joslā dreifējošās bojas turpināja darboties pat -40 grādu temperatūrā un ledus sadursmes apstākļos, pārraidot datus, izmantojot Beidou īsziņu pakalpojumu ar pozicionēšanas precizitāti, kas bija labāka par 0,1 metru.
• Dziļūdens{0}}izaicinājumi: Ķīnas kuģubūves nozares korporācijas (CSIC) 710 institūta izstrādātā akustiskās vadības dokstacijas tehnoloģija ļauj zemūdens robotiem nomainīt sensorus uz bojām 5000 metru dziļumā, paveicot uzdevumu 30 minūšu laikā.
Ķīnas dreifējošās bojas risina strukturālas problēmas, izmantojot materiālu jauninājumus, pārvar izturības ierobežojumus ar hibrīda energosistēmām, mazina turbulences kļūdas, izmantojot viedos algoritmus, un galu galā pārvērš ekstrēmas vides zinātnisku datu dārgumos. Šie "okeāna karotāji", kas sver mazāk nekā 100 kilogramus, ar tehnoloģisku noturību mēra cilvēka izpētes robežas dziļi zilā krāsā, nodrošinot spēcīgu atbalstu globālajai okeāna pārvaldībai.
