แรงลอยตัว
เรือดำน้ำลอยและจมได้ ก็เพราะแรงลอยตัว ซึ่งเกิดจากน้ำ มีค่าเท่ากับน้ำหนักของน้ำที่ถูกแทนที่ ตามกฎแรงลอยตัวของท่านอาร์คีมีดีส แรงยกนี้มี่ทิศตรงกันข้ามกับแรงโน้มถ่วง ซึ่งพยายามดึงเรือให้จมลง เรือดำน้ำสามารถควบคุมขนาดของแรงลอยตัวได้ โดยจะให้ลอยอยู่ในระดับใต้น้ำลึกเท่าไรก็ได้
เรือดำน้ำใช้ถัง บัลลาสต์ ( ballast) ควบคุมการลอยตัว ถ้าต้องการจม ให้บรรจุน้ำจนเต็ม หรือไล่น้ำหรือดูดน้ำออก ถ้าต้องการจะลอย (ดูภาพเคลื่อนไหวด้านล่าง) ยกตัวอย่างเช่น ถ้าเราต้องการให้เรือดำน้ำลอยอยู่บนผิวน้ำ จะต้องไล่น้ำออกจากถัง บัลลาสต์ และอัดอากาศเข้าไปแทนที่ ทำให้ความหนาแน่นทั้งหมดของเรือดำน้ำ มีค่าน้อยกว่าน้ำ (แรงลอยตัวเป็นบวก) มันจึงลอยน้ำ แต่ถ้าต้องการให้เรือดำน้ำจม เราจะอัดน้ำเข้าไปในถังบัลลาสต์ และ ระบายอากาศออกจนความหนาแน่นของเรือดำน้ำมากกว่าน้ำ (แรงลอยตัวเป็นลบ) มันจะจม อากาศที่ใช้ในการอัดได้มาจากถังบรรจุที่อัดด้วยความดันสูงเก็บไว้อยู่ภายในเรือ ซึ่งอากาศนี้ใช้สำหรับการหายใจด้วย เรือดำน้ำมีปีกทำหน้าที่เหมือนปีกเครื่องบิน เรียกว่า ไฮโดรเพลน ( hydroplanes ) มีไว้สำหรับการเคลื่อนที่ เช่นปักหัวลงทำมุม 45 องศาหรือเบนหัวเรือขึ้นเป็นต้น
เพื่อให้เรือดำน้ำลอยอยู่ในระดับความลึกที่ต้องการ ผู้ควบคุมจะต้องรักษาปริมาตรของอากาศและน้ำในถัง บัลลาสต์ จนกระทั่งความหนาแน่นของเรือเท่ากับความหนาแน่นของน้ำ (แรงยกเท่ากับแรงลอยตัว)
ขณะที่ขับเคลื่อนเรือไปข้างหน้า ปีกไฮโดรเพลนมีหน้าที่รักษาระดับของเรือดำน้ำให้การเคลื่อนที่ยังอยู่ในแนวระดับเสมอ หรือถ้าเราปรับปีกของไฮโดรเพลนให้ทำมุมกับแนวระดับ จะทำให้เรือเฉิดหัวขึ้น หรือดิ่งลงได้ เรือดำน้ำสามารถเลี้ยวไปมาโดยอาศัยหางเสือที่อยู่ทางด้านหลัง เรือดำน้ำบางรุ่นมีมอเตอร์สามารถหมุนได้รอบ 360 องศา ไว้สำหรับช่วยแรงขับของเครื่องยนตร์
ถ้าต้องการให้เรือดำน้ำพุ่งขึ้นที่ผิวน้ำ เราจะอัดอากาศจากถังเก็บเข้าไปในถัง บัลลาสต์ จนกระทั่งความหนาแน่นของเรือน้อยกว่าน้ำ (แรงลอยตัวเป็นบวก) ขณะที่เรือเคลื่อนที่ ให้เราปรับปีกไฮโดรเพลนทำมุมกับระดับจนเกิดแรงซึ่งมีลักษณะเหมือนกับแรงยกตัวของปีกเครื่องบิน กดท้ายลง และหัวพุ่งขึ้น ทำให้มันพุ่งขึ้นเหนือน้ำ ในกรณีฉุกเฉิน เราสามารถบรรจุอากาศเข้าไปในถังบัลลาสต์อย่างรวดเร็ว ทำให้เรือพุ่งขึ้นอย่างทันทีทันใดได้
สมัครสมาชิก:
ส่งความคิดเห็น (Atom)
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น