Kuidas Allveelaevad Töötavad

{h1}

Allveelaevad on peamiselt konteinerid, mis hoiavad inimesi ja õhku. Vaadake, kuidas need tähelepanuväärsed laevad sukelduvad, pinnad ja manööverdavad läbi ookeani.

Allveelaevad on uskumatud tehnoloogilised tükid. Mitte nii kaua, mereväe jõud töötas täielikult veega; lisades s-ubmarine standardsele mereväe arsenale, sai maailm allapoole ka lahinguväljale.

Veealune pildigalerii

Kohandused ja leiutised, mis lubavad meremeestel mitte ainult võidelda lahinguga, vaid elada ka mitu kuud või isegi aastaid veealuse ajal, on üks kõige säramaid arenguid sõjaajaloos.

Selles artiklis näete, kuidas allveelaev sukeldub ja pinnastab vette, kuidas säilitatakse elujõudu, kuidas allveelaev saab oma võimu, kuidas allveelaev leiab oma teed sügavas ookeanis ja kuidas saab allveelaevu pääseda.

Sukeldumine ja pindamine

Kuidas allveelaevad töötavad: allveelaev

- Allveelaev või laev võib ujukida, sest selle väljavahetatud vee mass võrdub laeva kaaluga. Selline vee ümberpaigutamine loob ülespoole suunatud jõu, mida nimetatakse ujuv jõud ja toimib raskusjõu vastas, mis tõmbaks laeva maha. Erinevalt laevast võib allveelaev juhtida oma ujuvust, võimaldades sel viisil varjuda ja asetada.

Ujuvuse juhtimiseks on allveelaev ballastitankid ja abiteenistus või tükeldama mahuteid, mida saab vahelduvalt täita veega või õhuga (vt animatsiooni allpool). Kui allveelaev on pinnal, täidetakse ballasti paagid õhuga ja allveelaeva üldine tihedus on väiksem ümbritseva vee kogusest. Allveelaeva sukeldumisel täidetakse ballastmahutid veega ja õhupallid ballasti paakides eemaldatakse allveelaevast, kuni selle üldine tihedus on suurem kui ümbritsev vesi ja allveelaev hakkab valama (negatiivne ujuvus) Surveõhu varustust hoitakse allveelaeva all eluskaabliga õhupilvedel ja ballastmahutitega kasutamiseks. Lisaks sellele on allveelaev suletud lühikeste "tiibadega" hüdroplaane ahter (selja taga), mis aitavad kontrollida sukeldumise nurka. Hüdraulilennukid on nurga all, nii et vesi liigub ahtri kohal, mis toob ahtri ülespoole; Seetõttu on allveelaev nurga alla allapoole.

See sisu ei ühildu selles seadmes.

Ujuvuse allvees. Klõpsake nupul Surface and Submerge

Ujuvuse allvees. Klõpsake nupul Surface and Submerge

nupud, et vaadata ujuvust tegevuses.

Allveelaeva taseme hoidmiseks mis tahes kindlaksmääratud sügavusel säilitab allveelaev õhk ja vesi tasakaalustuskambrites nii, et selle üldine tihedus oleks võrdne ümbritseva veega (neutraalne ujuvus) Kui allveelaev jõuab oma läbisõidu sügavusele, on hüdroplaanid tasandatud nii, et allveelaev liigub läbi vee taseme. Sub-taseme säilitamiseks on sunnitud ka vööri ja ahtri vahemahutid. Allveelaev saab vees käia, kasutades sabarooli, et pöörata paremale (paremale) või sadamasse (vasakule) ja hüdroplaane, et juhtida allveelaeva esi-ahtri nurka. Lisaks on mõned allveelaevad varustatud ülestõstetavaga teisene tõukemootor see võib pöörata 360 kraadi.

Allveelaevade pindadel surutakse suruõhk õhuvarudest ballasttipaakidesse ja vesi väljub allveelaevast, kuni selle üldine tihedus on väiksem kui ümbritsev vesi (positiivne ujuvus) ja allveelaev tõuseb. Hüdraulilennukid on nurga all, nii et vesi liigub ahtri kohal, mis ajamit allapoole sunnib; seetõttu on allveelaev ümardatud ülespoole. Hädaolukorras saab ballastmahutid kiiresti täita kõrge rõhu all oleva õhuga, et allveelaeva pinnale viia väga kiiresti.

Elu toetus

Allveelaeva suletud keskkonnas on elu toetamise kolm peamist probleemi:

  • Õhu kvaliteedi säilitamine
  • Värske veevarustuse säilitamine
  • Temperatuuri säilitamine

Õhukvaliteedi säilitamine

Hingamine õhku koosneb olulistest kogustest neli gaasi:

  • Lämmastik (78 protsenti)
  • Hapnik (21 protsenti)
  • Argoon (0,94 protsenti)
  • Süsinikdioksiid (0,04 protsenti)

Kui me hingame õhus, meie kehad tarbivad hapnikku ja muudavad selle süsinikdioksiidiks. Väljaheidetud õhk sisaldab umbes 4,5% süsinikdioksiidi. Meie kehad ei tee midagi lämmastiku või argooniga. Allveelaev on suletud anum, mis sisaldab inimesi ja piiratud õhuhulka. Selleks, et hoida õhu allvees hingavaks, peab toimuma kolm asja:

  • Hapnikku tuleb uuesti täiendada, kuna see on tarbitud. Kui hapniku sisaldus õhus langeb liiga madalale, siis inimene lämbub.
  • Süsinikdioksiid tuleb õhust eemaldada. Kuna süsinikdioksiidi kontsentratsioon tõuseb, muutub see toksiiniks.
  • Niiskus, mida me hingame välja hingame, tuleb eemaldada.

Hapnik tarnitakse kas survestatud mahutitelt, hapniku generaatorist (mis võib moodustada hapnikku vee elektrolüüsist) või mingisugust "hapnikukanistrit", mis vabastab hapnik väga kuumast keemilisest reaktsioonist. (MIRi kosmosejaamade probleemide tõttu võite neid kanistreid meelde jätta - üksikasjad leiate sellel lehel). Hapnik vabaneb pidevalt arvutipõhise süsteemiga, mis tunneb hapnikusisaldust õhus, või see vabaneb perioodiliselt perioodide kaupa.

Süsinikdioksiidi saab õhust keemiliselt eemaldada naatriumhapet (naatriumhüdroksiid ja kaltsiumhüdroksiid) seadmetes, mida nimetatakse skraberid. Süsinikdioksiid on lõpmatu keemilise reaktsiooniga ja eemaldatakse õhus. Teised sarnased reaktsioonid võivad saavutada sama eesmärgi.

Niiskust saab eemaldada niisutajaga või kemikaalidega.See takistab seda laeva seinte ja seadmete kondenseerumisel.

Lisaks võivad põletid eemaldada ka teisi gaase nagu süsinikmonooksiid või vesinik, mis tekivad seadmete ja sigaretisuitsu tõttu. Lõpuks kasutatakse filtreid tahkete osakeste, mustuse ja tolmu eemaldamiseks õhus.

Värske veetarbimise säilitamine

Enamikul allveelaevadel on destilleerimisseade, mis võib võtta merevees ja toota värsket vett. Destilleerimisseade soojendab merevee veeaurust, mis eemaldab soolad, ja seejärel jahutatakse veeaur värske vee kogumispaagiks. Mõningate allveelaevade destillatsioonitehas võib toota 10 000 kuni 40 000 galloni (38 000-150000 liitrit) päevas värsket vett. Seda vett kasutatakse peamiselt elektroonikaseadmete (nt arvutite ja navigatsiooniseadmete) jahutamiseks ja meeskonna toetamiseks (nt joomine, toiduvalmistamine ja isiklik hügieen).

Temperatuuri säilitamine

Allveelaeva ümbritsev ookeani temperatuur on tavaliselt 39 kraadi Fahrenheiti (4 kraadi Celsiuse järgi). Allveelaeva metall teeb ümbritseva veega sisemise soojuse. Seega peavad allveelaevad olema elektriliselt soojendatud, et meeskonnale oleks mugav temperatuur. Kütteseadmete elektrienergia on pärit tuumareaktorist, diiselmootorist või akudest (hädaolukorrad).

Toiteallikas

-Tähni allveelaevade kasutamine tuumareaktorid, auruturbiinid ja vähendamise vähendamine et sõita põhiproovelli võlli, mis tagab vees ette ja tagurpidi tõukejõu (elektrimootor sõidab sama võlli dokkimise ajal või hädaolukorras).

Allveelaevad vajavad ka seadme juhtimiseks elektrienergiat. Selle võimsuse pakkumiseks on allveelaevad varustatud diiselmootoritega, mis põletavad kütuse ja / või tuumareaktorid, mis kasutavad tuumalõhustumist. Allveelaevadel on ka elektrienergia varustamiseks patareid. Patareide sageli katkevad elektriseadmed, patareide laadimiseks kasutatakse diiselmootori või tuumareaktori võimsust. Hädaolukorras võivad patareid olla allveelaeva juhtimise ainus elektriallikas.

Diislikütuse allveelaev on hübriidsõiduki väga hea näide. Enamikel diiselmootoritel on kaks või enam diiselmootorit. Diiselmootorid võivad töötada propellereid või nad võivad käivitada generaatorid, mis laadivad väga suure akupanga. Või nad võivad töötada koos, ühe mootoriga sõukruvi ja teine ​​generaatori juhtimisega. Diiselmootorite käitamiseks peab alumine maapind (või kruiisilaev äravoolu otse pinnalt allapoole). Kui patareid on täielikult laetud, võib alamrubriik olla vee all. Patareid toidavad propellereid juhtivad elektrimootorid. Aku töö on ainus viis, kuidas diislikütuse ala saab tegelikult sukelduda. Aku tehnoloogia piirangud piiravad oluliselt aega, mille jooksul diislikütuse allavoolu võib jääda.

Nende patareide piirangute tõttu tunnistati, et tuumaenergia allvees on tohutu kasu. Tuumageneraatoritel ei ole vaja hapnikku, nii et tuumaenergia all saab jääda vee alla nädala jooksul korraga. Samuti, kuna tuumakütus kestab palju kauem kui diiselkütus (aastaid), ei pea tuumaplahv pole kohale jõudma pinnasesse ega sadamasse, et tankida ja jääda merele kauemaks.

Tuumarajatised ja lennukikandurid töötavad tuumareaktoritega, mis on peaaegu identsed kommertsjaamades kasutatavate reaktoritega. Reaktor toodab auru auruturbiini juhtimiseks auru tekitamiseks soojust. Laeva turbiin juhib otse propellereid, aga ka elektrigeneraate. Kaks suurt erinevust tuumarajatiste ärireaktorite ja reaktorite vahel on:

  • Reaktor tuumaelektris on väiksem.
  • Tuumaraameras kasutatav reaktor kasutab kõrgelt rikastatud kütust, et võimaldada väiksemast reaktorist suurel hulgal energiat.

Vaadake, kuidas tuumaenergia toimib tuumaenergiat ja jõuseadmeid käsitlevate üksikasjade kohta.

Sonari jaam, mis on laevas USS La Jolla tuumarelva rongi allveelaev

Sonari jaam, mis on laevas USS La Jolla tuumarelva rongi allveelaev

-Light ei tungi väga kaugele ookeani, nii et allveelaevad peavad vees läbi vee peaaegu pime. Kuid allveelaevad on varustatud navigatsioonikaartide ja keerukate navigatsiooniseadmetega. Kui pinnal on keeruline globaalne positsioneerimissüsteem (GPS) määrab õigesti laius- ja pikkuskraadi, kuid see süsteem ei saa allveelaeva allakukkumisel töötada. Allvees kasutatakse allveelaeva inertsiaalsed juhtimissüsteemid (elektriline, mehaaniline), mis jälgib laeva liikumist kindlaksmääratud lähtepunktist, kasutades güroskoope. Inertsiaalsed juhtimissüsteemid on täpsed kuni 150 töötundi ja peavad olema ümber pandud teistele pinnasõltuvatele navigatsioonisüsteemidele (GPS, raadio, radar, satelliit). Nende süsteemide abil saab allveelaeva täpselt liikuda ja olla etteantud kursusel sada meetri ulatuses.

Sihtkoha leidmiseks kasutab allveelaev aktiivset ja passiivset SONAR (niiund navigatsioon and ranging). Aktiivne hüdrolokaator kiirgab heli lainete impulsse, mis liiguvad läbi vee, peegeldavad sihtmärgi ja naasevad laeva. Teades heli kiirust vees ja seda aega, kui heli laine liigub sihtmärgi ja tagasi, saavad arvutid kiiresti arvutada allveelaeva ja sihtmärgi vahemaad. Vaalad, delfiinid ja nahkhiired kasutavad sama meetodit saagiks leidmiseks (echolocation). Passiivne sonar hõlmab sihtmärgi genereeritud helide kuulamist. Sonari süsteeme saab kasutada ka inertsiaalsete navigatsioonisüsteemide ümberkujundamiseks, määratledes teadaolevad ookeani põhja omadused.

Päästmine

DSRV on tagatud allveelaeva tekile

DSRV on tagatud allveelaeva tekile

-W-hen allveelaev langeb, kuna on kokkupõrge midagi (näiteks mõni teine ​​laev, kanjonisein või minu kaevandus) või laevasõiduki plahvatus, meeskond raadioja hädakutsung või käivitab poja, mis edastab hädakutsungi ja allveelaeva asukoht. Sõltuvalt katastroofi asjaoludest lülitatakse tuumareaktorid välja ja allveelaev võib seista ainult akutoitel.

Kui see nii on, siis allveelaeva meeskonnal on neli peamist ohtu, mis nende ees on:

  • Allveelaeva üleujutus peab olema minimaalne ja minimaalne.
  • Hapnikutarbimist tuleb minimeerida nii, et olemasolev hapnikuvarustus suudaks piisavalt pikaajaliseks päästetöödeks.
  • Süsinikdioksiidi tase tõuseb ja võib tekitada ohtlikke, toksilisi mõjusid.
  • Kui patareid tühjenevad, siis tõusevad küttesüsteemid ja allveelaeva temperatuur langeb.

- Pähkli katsed pinnalt peavad toimuma kiiresti, tavaliselt 48 tunni jooksul pärast õnnetust. Takistused hõlmavad tüüpiliselt seda, et meeskonnaliikmete eemaldamiseks või mõne tüüpi seadme kinnitamiseks allveelaeva meri põrandale tuleb püüda saada teatud tüüpi päästeautot. Päästeautode hulka kuuluvad mini-allveelaevad Deep-submergence päästevahendid (DSRV) ja sukeldumise kellad.

DSRV saab iseseisvalt sõita lammutatud allveelaeva külge, lukku allveelaeva kohal luukile (põgenema pagasiruumi), looge õhukindel tihend, nii et luuk avaneb ja laskma kuni 24 meeskonnaliiget. Allaveelaevast alla laaditud tugijaamast langeb tavaliselt sukeldumiskell, kus toimub sarnane käik.

- Tõstama allveelaeva, tavaliselt pärast meeskonna väljavõtmist, pontoonid võib paigutada allveelaeva ümber ja pumbata, et seda pinnale hõljuda. Päästeoperatsiooni edukuse olulised tegurid hõlmavad surmatud allveelaeva sügavust, merepõhja maastikku, surmatud allveelaeva läheduses asuvaid vooge, allveelaeva nurka ning mere- ja ilmastikuolusid pinnal.

Lisateabe saamiseks vaadake järgmisel lehel olevaid linke.

Ekskursioonijuht

Tohutu ja sügavuti vaadeldava tuumaploki kohta vaata Tom Clancy raamatust "Allvees: tuumarelvavaru tuumarelva reis".


Video Täiendada: Teadlane tõestab, et raketid ei saa vaakumis töötada.




ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com