6. Bố cục của luận án
1.3.1. Động cơ chu kỳ khép kín
Trong nhiều thập kỷ, các nghiên cứu về tàu ngầm hải quân đã cố gắng giải quyết vấn đề cung cấp năng lượng dưới nước. Điều này đã thúc đẩy sự phát triển trong lĩnh vực này. Tất cả các động cơ đốt trong đều cần oxy để đốt cháy, đó là một vấn đề khó khăn khi hoạt động dưới nước, nơi không có oxy như trong khí quyển. Do đó, các hệ thống như vậy cần một số phương pháp để tạo ra nguồn oxy để sử dụng cho quá trình đốt cháy của động cơ.
Trong chiến tranh thế giới thứ hai, Đức đã áp dụng việc sử dụng hydrogen peroxide tập trung để tạo ra oxy. Hydrogen peroxide bị phân hủy bởi một chất xúc tác kali permanganat để cung cấp hydro và oxy có thể đốt nhiên liệu diesel cho các tua-bin hơi nước [14]. Tiếp theo là sự phát triển của động cơ diesel chu trình khép kín (CCDE), tương tự như các động cơ thông thường có thể hoạt động bình thường trên bề mặt với oxy trong khí quyển, nhưng khi hoạt động dưới nước sẽ sử dụng nguồn cung cấp oxy lỏng. Để kiểm soát quá trình cháy, oxy tinh khiết sẽ được pha loãng với khí thải. Một công nghệ khác được gọi là tua bin hơi nước khép kín bằng cách sử dụng khí nén và ethanol để tạo hơi nước để lai máy phát điện. Một công nghệ thành công khác là động cơ SCE, sử dụng động cơ chu trình kín với oxy lỏng và nhiên liệu diesel. Các động cơ chu kỳ khép kín đã khá thành công, nhưng đi kèm với những tính năng ưu việt đó các vấn đề như là dễ cháy nổ, không an toàn, tốn kém và rất phức tạp. Do đó, cần có những lựa chọn nguồn động lực tốt hơn thay thế nên các hệ thống chu trình khép kín không được sử dụng phổ biến trong các thiết bị lặn tự hành AUV.
16
Một trong số ít những chiếc AUV như vậy là AUV R-One của Nhật Bản được trang bị động cơ diesel chu kỳ khép kín [15].