Miten Sukellusveneet Toimivat

{h1}

Sukellusveneet ovat pääosin kontteja, jotka pitävät ihmisiä ja ilmaa. Opi, miten nämä merkittävät alukset sukeltavat, pintaavat ja liikkuvat valtameren läpi.

Sukellusveneet ovat uskomattomia tekniikoita. Ei niin kauan sitten, merivoimien voima toimi täysin veden yläpuolella; lisättynä s-ubmarine standardin merivoimien arsenal, pinnan alapuolella oleva maailma tuli taistelukentällä samoin.

Sukellusveneiden kuvagalleria

Sopeutukset ja keksinnöt, jotka antavat merimiehet paitsi taistelussa taistelussa, myös elää kuukausia tai jopa vuosia vedenalaisena, ovat eräs sotilaallisen historian loistavimmista kehityksestä.

Tässä artikkelissa näet kuinka sukellusveneet sukellat ja pinnat vedessä, miten elämää ylläpidetään, miten sukellusvene saa valtaansa, miten sukellusvene löytää tiensä syvälle valtamerelle ja miten sukellusveneet voitaisiin pelastaa.

Sukellus ja Surfacing

Miten sukellusveneet toimivat: joka

- Merimies tai alus voi kellua, koska veden paino, jota se siirtää, on yhtä suuri kuin aluksen paino. Tämä veden siirtyminen luo nousevaa voimaa, jota kutsutaan nimellä voimakas voima ja toimii vakavasti vastapäätä, mikä vetäisi aluksen alas. Toisin kuin alus, sukellusvene voi ohjata sen kelluvuutta, jolloin se voi uppoutua ja pinta halutessaan.

Sukellusveneen hallitsemiseksi sen kelluvuus on painolastisäiliöitä ja apuväline, tai trimmaussäiliöitä, joka voidaan vuorotellen täyttää vedellä tai ilman (katso animaatiota alla). Kun sukellusvene on pinnalla, painolastisäiliöt täytetään ilmalla, ja sukellusveneen kokonaistiheys on pienempi kuin ympäröivän veden. Sukellusveneiden ollessa sukelluksissa sukellusveneet täyttyvät vedellä ja ballastisäiliöiden ilma tuhoutuu sukellusveneestä, kunnes sen kokonaistiheys on suurempi kuin ympäröivä vesi ja sukellusvene alkaa laskea (negatiivinen kellunta). Paineilman tarjonta säilyy ilma-aluspumppuissa sukellusveneissä elinkaarensa aikana ja painolastisäiliöiden kanssa. Lisäksi sukellusveneellä on liikkuvia sarjoja lyhyitä "siivekkeitä", joita kutsutaan hydroplanes perässä (takana), joka auttaa hallitsemaan sukelluksen kulmaa. Vesirakenteet ovat kulmikkaita niin, että vesi liikkuu perän yli, mikä pakottaa perän ylöspäin; siis sukellusvene on kallistettu alaspäin.

Tämä sisältö ei ole yhteensopiva tämän laitteen kanssa.

Nopeus sukellusveneessä. Napsauta Pinta ja Submerge

Nopeus sukellusveneessä. Napsauta Pinta ja Submerge

nappeja katsomaan kelluvuutta toiminnassa.

Sukellusveneen pitäminen alimmalla syvyydellä, sukellusvene säilyy ilman ja veden tasapainossa trimmaussäiliöissä siten, että sen kokonaistiheys on yhtä suuri kuin ympäröivä vesi (neutraali kelluminen). Kun sukellusvene saavuttaa matkansa syvyyden, vesivoimalat tasoitetaan niin, että sukellusvene kulkee veden tasalla. Vesi myös pakotetaan keula- ja perävaunujen väliin säilyttämään alitaso. Sukellusvene voi ohjata veteen käyttämällä häntää peräsimen kääntämällä oikealle (oikealle) tai portille (vasemmalle) ja vesivoimalat hallitsemaan sukellusveneen etummaista kulmaa. Lisäksi jotkut sukellusveneet on varustettu sisäänvedettävällä toissijainen työntömoottori joka voi kääntää 360 astetta.

Kun sukellusveneet pinnat, paineilma virtaa ilmapulloista painolastisäiliöihin ja vesi pakotetaan ulos sukellusveneestä, kunnes sen kokonaistiheys on pienempi kuin ympäröivä vesi (positiivinen kellunta) ja sukellusvene nousee. Vesirakenteet ovat kulmikkaita niin, että vesi liikkuu perän yli, mikä pakottaa perän alaspäin; siis sukellusvene on kulmikas ylöspäin. Hätätilanteessa painolastisäiliöt voidaan täyttää nopeasti korkeapaineisella ilmalla, jotta sukellusvene joutuisi pinnalle hyvin nopeasti.

Elintoimintojen ylläpito

Sukellusveneen suljetussa ympäristössä elämästä on kolme pääongelmaa:

  • Ilmanlaadun ylläpito
  • Makean veden toimittaminen
  • Lämpötilan ylläpito

Ilmanlaadun ylläpito

Ilmaa, johon hengitämme, muodostuu merkittävistä neljästä kaasusta:

  • Typpi (78 prosenttia)
  • Happi (21 prosenttia)
  • Argonia (0,94 prosenttia)
  • Hiilidioksidi (0,04 prosenttia)

Kun hengitämme ilmaa, kehomme kuluttavat sen happea ja muuntaa sen hiilidioksidiksi. Uloshengitysilma sisältää noin 4,5 prosenttia hiilidioksidia. Kehomme eivät tee mitään typpeä tai argonia. Sukellusvene on sinetöity säiliö, joka sisältää ihmisiä ja rajoitetun ilmansyötön. On olemassa kolme asiaa, joiden on tapahduttava, jotta ilmaa sukellusveneestä voidaan hengittää:

  • Happi on täydennettävä, kun sitä kulutetaan. Jos hapen prosenttiosuus ilmassa on liian alhainen, henkilö tukahduttaa.
  • Hiilidioksidi on poistettava ilmasta. Hiilidioksidipitoisuuden kasvaessa siitä tulee toksiini.
  • Kosteus, jota hengitämme hengityksestämme, on poistettava.

Happea toimitetaan joko paineistetuista säiliöistä, hapen generaattorista (joka voi muodostaa happea veden elektrolyysistä) tai jonkinlaisesta "happikannesta", joka vapauttaa happea erittäin kuumalla kemiallisella reaktiolla. (Muistat näitä säiliöitä ongelmien takia MIR-avaruusasemalla - lisätietoja tästä sivusta). Happea vapautetaan jatkuvasti tietokoneistetulla järjestelmällä, joka tunnistaa hapen prosenttiosuuden ilmassa tai se vapautuu erissä säännöllisesti päivän aikana.

Hiilidioksidia voidaan poistaa ilmasta kemiallisesti natriumkalkilla (natriumhydroksidilla ja kalsiumhydroksidilla) pesureita. Hiilidioksidi jää kiinni kalkkikalkkiin kemiallisella reaktiolla ja poistetaan ilmasta. Muut samankaltaiset reaktiot voivat saavuttaa saman tavoitteen.

Kosteus voidaan poistaa kosteudenpoistimella tai kemikaaleilla.Tämä estää sen tiivistyvän aluksen sisäpuolella olevilla seinillä ja laitteilla.

Lisäksi polttimien avulla voidaan poistaa muita kaasuja, kuten hiilimonoksidia tai vetyä, joita tuotetaan laitteilla ja tupakansavulla. Lopuksi suodattimia käytetään poistamaan hiukkasia, likaa ja pölyä ilmasta.

Tuoreen vesihuollon ylläpito

Useimmilla sukellusveneillä on tislauslaite, joka voi ottaa meriveden ja tuottaa makeaa vettä. Tislauslaitos lämmittää meriveden vesihöyryyn, joka poistaa suolat ja jäähdytetään sitten vesihöyryä makean veden keräyssäiliöön. Jotkut sukellusveneet tislauslaitokset voivat tuottaa 10 000 - 40 000 litraa (38 000 - 150 000 litraa) makeaa vettä päivässä. Tätä vettä käytetään pääasiassa elektronisten laitteiden (kuten tietokoneiden ja navigaattorien) jäähdyttämiseen ja miehistön tukemiseen (esimerkiksi juominen, ruoanlaitto ja henkilökohtainen hygienia).

Lämpötilan ylläpito

Merenalainen ympäröivä valtameri on tyypillisesti 39 astetta Fahrenheit (4 astetta). Sukellusveneen metalli johtaa sisäistä lämpöä ympäröivään veteen. Joten sukellusveneitä on sähköisesti lämmitettävä miehistön miellyttävän lämpötilan ylläpitämiseksi. Lämmittimien sähköteho tulee ydinreaktorista, dieselmoottorista tai akuista (hätä).

Virtalähde

-Yhteisön sukellusveneet käyttävät ydinreaktorit, höyryturbiinit ja vähennys ajaa pääpotkurin akseli, joka tarjoaa eteen- ja taaksepäin työntyvän vedessä (sähkömoottori käyttää samaa akselia telakoinnin aikana tai hätätapauksessa).

Sukellusveneet tarvitsevat myös sähkövoimaa käyttää aluksella olevia laitteita. Tämän voiman toimittamiseksi sukellusveneillä on dieselmoottorit, jotka polttavat polttoainetta ja / tai ydinfissioa käyttävät ydinreaktorit. Sukellusveneillä on myös paristoja sähkövirran syöttämiseksi. Sähkölaitteita käytetään usein akkujen parissa ja dieselmoottorin tai ydinreaktorin tehoa käytetään akkujen lataamiseen. Hätätilanteissa paristot voivat olla ainoa sähkövoiman lähde sukellusveneen käyttämiseen.

Diesel sukellusvene on erittäin hyvä esimerkki hybridiajoneuvosta. Useimmilla dieselmoottoreilla on kaksi tai useampia dieselmoottoreita. Dieselmoottorit voivat käyttää potkureita tai ne voivat käyttää generaattoreita, jotka lataavat hyvin suuren akunpankin. Tai he voivat työskennellä yhdessä, yksi moottori, joka ohjaa potkuria ja toinen ajaa generaattorin. Alin täytyy pintaa (tai risteily juuri pinnan alapuolella käyttäen snorkkeliä) ajetakseen dieselmoottoreita. Kun akut ovat täyteen ladattuja, osa voi pudota veden alla. Paristot käyttävät potkureilla sähkömoottoreita. Akkutoiminta on ainoa tapa, jolla dieselöljy voi todella upotua. Akutekniikan rajat rajoittavat ahtaasti aikaa, jonka kuluessa dieselöljy voi pysyä veden alla.

Näiden akkujen rajoitusten takia tunnustettiin, että sukellusveneellä oleva ydinvoima antoi suuren edun. Ydinvoimaloilla ei tarvita happea, joten ydinosa voi pysyä veden alla viikon ajan kerrallaan. Koska ydinpolttoaineen kesto on paljon kauemmin kuin dieselpolttoaine (vuosia), ydinmateriaalikäyttöön tarkoitetun sukellusveneen ei tarvitse tulla pinnalle tai satamaan tankkaamaan ja pysymään merellä pidempään.

Ydinvoimalaitosten ja ilma-alusten kuljettajia käyttävät ydinreaktorit, jotka ovat lähes identtisiä kaupallisissa voimalaitoksissa käytettävien reaktorien kanssa. Reaktori tuottaa lämpöä tuottamaan höyryä höyryturbiinin ohjaamiseksi. Aluksen turbiini ohjaa suoraan potkuria sekä sähkögeneraattoreita. Kahden suuren eron kaupallisten reaktorien ja ydinlaitosten reaktoreiden välillä ovat:

  • Reaktori ydinlaivassa on pienempi.
  • Ydinaseessa oleva reaktori käyttää erittäin rikastettua polttoainetta, jotta se pystyy tarjoamaan suuren määrän energiaa pienemmästä reaktorista.

Katso miten ydinvoima toimii yksityiskohtia ydinvoimasta ja propulsiojärjestelmistä.

suunnistus

Sonar-asema laivalla USS La Jollan ydinvoimaisen hyökkäysalusveneen

Sonar-asema laivalla USS La Jollan ydinvoimaisen hyökkäysalusveneen

- Valo ei läpäise kovin kauas valtamerelle, joten sukellusveneet on nav-igate veden kautta käytännössä sokea. Sukellusveneillä on kuitenkin navigaatiokaaviot ja kehittyneet navigointilaitteet. Kun pinta on hienostunut maailmanlaajuinen paikannusjärjestelmä GPS (GPS) määrittelee tarkasti leveys- ja pituuspiirin, mutta tämä järjestelmä ei voi toimia, kun sukellusvene upotetaan. Vedenalainen, sukellusvene käyttää inertiaohjausjärjestelmät (sähköinen, mekaaninen), joka seuraa aluksen liikkeitä kiinteästä lähtöpisteestä käyttämällä gyroskooppeja. Inertiaohjausjärjestelmät ovat tarkkoja 150 käyttötuntia, ja ne on mukautettava muilla pinta-riippuvaisilla navigointijärjestelmillä (GPS, radio, tutka, satelliitti). Näiden järjestelmien ollessa laivalla sukellusvene voidaan tarkasti navigoida ja olla noin sadan metrin päähän sen suunnitellusta kurssista.

Tavoitteiden etsimiseksi sukellusvene käyttää aktiivisia ja passiivisia SONAR (niinund navigation ND Ranging). Aktiivinen äänimerkki antaa äänen aaltojen pulssit, jotka kulkevat veden läpi, heijastavat kohteen ja palaavat alukseen. Tietäen äänen nopeuden vedessä ja ääniaallon aika kulkea kohteeseen ja takaisin, tietokoneet voivat nopeasti laskea etäisyyden sukellusveneen ja kohteen välillä. Valaat, delfiinit ja lepakot käyttävät samaa tekniikkaa saaliin sijoittamiseksi (echolocation). Passiivinen äänimerkki liittyy kuuntelemaan kohteen tuottamaa ääntä. Soner-järjestelmiä voidaan käyttää myös inertiasuunnistusjärjestelmien uudelleenjärjestelemiseen tunnistamalla tunnetut merenpohjan ominaisuudet.

Pelastaa

DSRV kiinnitettiin sukellusveneen kannelle

DSRV kiinnitettiin sukellusveneen kannelle

-W-kanava sukellusvene menee alaspäin, koska törmää johonkin (kuten toiseen alukseen, kanjonin seinään tai kaivokseen) tai räjäytykseen, miehistö soittaa hätäkutsun tai käynnistää poiju, joka välittää hätäkutsun ja sukellusveneen sijainti. Katastrofin olosuhteista riippuen ydinreaktorit sammuvat ja sukellusvene voi olla pelkkää akkuvoimaa.

Jos näin on, niin sukellusveneen miehistöllä on neljä ensisijaista vaaraa, jotka ovat heidän edessään:

  • Sukellusveneen tulvat on suljettava ja minimoitava.
  • Happihoito on minimoitava siten, että käytettävissä oleva hapenkulutus voi kestää riittävän kauan mahdollisille pelastustoimille.
  • Hiilidioksidipitoisuudet nousevat ja voivat aiheuttaa vaarallisia, myrkyllisiä vaikutuksia.
  • Jos paristot loppuvat, lämmitysjärjestelmät epäonnistuvat ja sukellusveneen lämpötila laskee.

-Pesusprojektit on tehtävä nopeasti, yleensä 48 tunnin kuluessa onnettomuudesta. Yritetään tyypillisesti yrittää saada jonkinlainen pelastusauto alas poistamaan miehistö tai liittää jonkinlainen laite nostaa merenalainen merenpohjaan. Pelastusautoihin kuuluu mini-sukellusveneitä Deep-Submergence pelastusautot (DSRV) ja sukelluskellot.

DSRV voi matkustaa itsenäisesti alamäkeen kuuluvalle sukellusveneelle, kiinnittää se sukellusveneen päälle luukun yli (paeta runko), luo ilmatiivis tiiviste niin, että luukku voidaan avata ja ladata jopa 24 miehistön jäsentä. Sukelluskello on tyypillisesti alentunut tukialusta alas sukellusveneelle, jossa tapahtuu samanlainen toimenpide.

- Nostettaessa sukellusveneitä, tyypillisesti miehistön purkamisen jälkeen, ponttonit voidaan sijoittaa sukellusveneen ympärille ja täyttää kellumaan se pintaan. Pelastustoimen onnistumisen kannalta tärkeitä tekijöitä ovat alentuneen sukellusveneen syvyys, merenpinnan maasto, alamäkeen joutuneen sukellusveneen läheisyydessä olevat virtaukset, sukellusveneen kulma sekä meren ja sääolosuhteet pinnalla.

Lisätietoja on seuraavien sivujen linkkien kautta.

Opastettu kiertoajelu

Hämmästyttävän ja syvällisen katsauksen ydinvoimaloista on Tom Clancyn kirjan "Submarine: Opastettu kierros sisällä ydinvoimalaitosta".


Video Täydentää: Sukellusvene Vesikko - Finnish Submarine Vesikko (eng subs).




FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com