Сравнительный анализ принципов обеспечения плавучести подводной лодки и батискафа

Что такое подводная лодка? Подводная лодка это наполненное воздухом пустотелое сооружение, которое, неся в себе тяжелые механизмы, батареи и экипаж, должно тем не менее, сохранять плавучесть. Подводная лодка не может выдерживать неограниченное давление, следовательно, не может погружаться на неограниченную глубину.

Как всплывает и погружается подводная лодка? Подводная лодка всплывает и погружается, используя балластные цистерны, которые можно уподобить поплавкам и которые обеспечивают плавучесть. Они заполняются воздухом только для плавания в надводном положении, то есть в условиях, когда вода не оказывает сильного давления на воздух. Для того чтобы подводная лодка ушла под воду, балластные цистерны заполняют водой, удельный вес корабля становится равным удельному весу воды. Иными словами ему сообщается нулевая плавучесть.

Что такое батискаф? Батискаф состоит из двух основных частей: легкого корпуса - поплавка, обеспечивающего положительную плавучесть, и жестко соединенного с ним прочного стального пустотелого шара - гондолы, в которой находятся аппаратура, пульты управления и экипаж, обычно состоящий из двух человек.

Почему даже маленьким детям можно погружаться под воду в батискафе? Подъем подводного шара осуществляется путем отдачи балласта – железной дроби, которая засыпается в воронкообразный бункер и удерживаться в нем электромагнитом. Такая система имеет целью обеспечить людям полную безопасность. Если бы балласт, утяжеляющий аппарат, сбрасывался включением электрической цепи, то тогда пассажиры оказались бы в полной зависимости от исправности этой цепи: в случае выхода из строя электромагнитов они были бы обречены на смерть на дне океана. В этой же системе сделано все наоборот. Для удержания балласта в бункере требуется, чтобы электрическая цепь магнита постоянно находилась под напряжением. И эту цепь в любой момент можно выключить из гондолы. Малейшая неполадка в электрической схеме также вызовет отключение цепи. Единственная опасность в таком случае слишком быстрое всплытие.

Чем еще обеспечивается безопасность? Если воронка бункера, через которую высыпается балласт, окажется заблокированной, сработает еще одно средство обеспечения безопасности: прекратив подачу тока в другую электрическую цепь, можно будет сбросить весь удерживаемый электромагнитом бункер со всем находящимся в нем балластом.

Чем заполнен поплавок батискафа? Бензином. Бензин дает возможность регулировать скорость спуска аппарата с помощью клапана. Бензин, выпущенный из верхней части поплавка, замещается внизу равным объемом воды, в результате чего утяжеляется вся система в целом.

В чем недостаток бензина? Он сжимается сильнее, чем вода. Поэтому объем бензина и, следовательно, его подъемная сила с увеличением глубины будут уменьшаться, а скорость спуска непрерывно увеличиваться. И, наоборот, во время всплытия будет возрастать скорость подъема. Иными словами гидростатическое равновесие аппарата будет неустойчивым, что несколько затрудняет управление им.

Итак, в чём же отличие? Подводная лодка всплывает и погружается при заполнении водой и продувании воздухом балластных цистерн. Батискаф: 1.Погружается путем вытеснения водой бензина из поплавка. 2.Всплывает с помощью сброса балласта в виде железной дроби.