Tàu ngầm được biết đến là một trong những phương tiện rất tối tân, bởi nó giúp con người có thể lặn sâu dưới biển. Giúp con người có thể khám phá đại dương và những hoạt động quân sự cho những mục đích khác trên biển. Vậy hãy cùng chúng tôi đi tìm hiểu tàu ngầm hoạt động được nhờ vào 2 định luật cơ bản nào, dưới bài viết sau.
Đôi nét về sự ra đời của tàu ngầm
Những chiếc tàu ngầm được phát triển mạnh vào khoảng thế kỷ 19 nhất là thời gian qua hai trận thế giới đại chiến. Bên cạnh đó vào cuối thế kỷ 19 thì những chiếc tàu ngầm đầu tiên đã được thử nghiệm và chạy thử bằng khí nén và hơi nóng phát sinh từ phản ứng của những hóa chất, có thể làm quay máy chạy bằng sức ép của nước. Đồng thời động cơ điện để chạy cánh quạt sẽ đẩy tàu ngầm đi dưới mặt nước là phương pháp vẫn còn dùng đến nay trên những chiếc tàu ngầm loại quy ước.
Tàu ngầm hoạt động được nhờ vào 2 định luật cơ bản nào?
Điều bí mật của những chiếc tàu ngầm chính là phần cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của nó. Trên thực tế nó được hoạt động dựa vào lực đẩy Ác-si-mét cùng định luật Pascal về áp suất của chất lỏng. Xét về mặt cơ bản thì khi có một vật chui vào trong lòng của chất lỏng thì không phải cứ chìm mãi, nó chỉ chìm cho đến khi lực đẩy Ác-si-mét có khả năng cân bằng với trọng lực và tác dụng lên vật đó. Lúc này vật sẽ nổi khi lực đẩy Ác-si-mét lớn hơn trọng lực và ngược lại.
Hơn nữa nếu muốn chìm sâu hơn nữa thì tàu ngầm cần phải có khả năng thay đổi trong lượng của nó cũng như điều chỉnh được độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét. Đồng thời khi tàu nổi lên hoặc lặn xuống, thì ngoài việc điều chỉnh hướng của động cơ đẩy trên những chiếc tàu, sẽ cần phải thay đổi trọng lượng của tàu ngầm. Bên cạnh đó để có thể làm được điều này tàu ngầm sẽ được chế tạo với 2 lớp vỏ và giữa hai lớp vỏ này là một khoảng trống. Đặc biệt trước khi hạ thủy thì các khoang Ballast sẽ đẩy không khí để có thể lặn xuống, lớp vỏ ngoài cùng sẽ có một van đóng mở để có thể tràn vào sau đó làm tăng trọng lượng của tàu.
Mặt khác chiếc van ở vỏ tàu sẽ mở để nước tràn vào và Vent sẽ được mở ra, để không khí trong khoang ballast tank dồn vào một khoang đựng không khí khác. Bên cạnh đó, lúc này động cơ và cánh của tàu ngầm sẽ là việc của nó, chính là điều chỉnh hướng để giúp tàu ngầm có thể lặn sâu dưới đại dương. Đồng thời để tàu có thể nổi lên thì không khí từ khoang Air Tank sẽ bơm ra khoang Ballast Tank đẩy nước ra ngoài và trọng lượng của tàu sẽ được giảm.
Ngoài ra không chỉ mỗi vấn đề thay đổi trọng lượng trong suốt quá trình lặn mà khi càng xuống sâu áp suất nén lên thành tàu sẽ càng lớn. Hơn nữa áp suất có thể đủ lớn để nén toàn bộ tàu ngầm thành một cục sắt đặc. Bởi vậy chất liệu của tàu ngầm cần được chế tạo dựa theo kiến thức khoa học tiên tiến.
Sự sống trên tàu ngầm được diễn ra như thế nào?
Đảm bảo sự sống trên tàu ngầm là một việc làm rất qua trọng. Dưới đây chính là những yếu tố để đảm bảo sự sống trên những chiếc tàu ngầm, cụ thể như sau:
Đảm bảo không khí trên tàu luôn sạch sẽ
Như đã biết bầu không khí chúng ta hít thở hàng ngày sẽ có 4 kim loại chính đó chính là Nitơ, Oxy, Argon và CO2. Đồng thời khi chúng ta hít thở cơ thể chúng ta sẽ hấp thụ Oxy sau đó chuyển hóa tất cả thành CO2. Bên cạnh đó không gian của tàu ngầm rất kín, nên lượng không khí bên trong khoang tàu luôn có hạn. Bởi vậy có 3 mục tiêu cần đạt để có thể giữ cho không khí bên trong tàu luôn đảm bảo để hỗ trợ sự sống cho con người đó là loại bỏ CO2 trong trường hợp lượng khí này tăng cao, làm mới lượng Oxy trong không khí và loại bỏ độ ẩm do con người khi hít thở tạo ra.
Hơn nữa khí Oxy sẽ được cung cấp từ một trong những các khoang chứa được nén hoặc có thể tạo ra Oxy nhờ biện pháp điện phân nước, có thể từ phản ứng nhiệt phân KCl03 hoặc là NaCl03. Bên cạnh đó CO2 sẽ được loại bỏ khỏi không khí bằng cách sử dụng sô-đa-chanh, sau khi đi qua những bình lọc chứa hỗn hợp này CO2 sẽ được lưu lại. Cùng với đó độ ẩm trong không khí có trên tàu sẽ được loại bỏ bằng những phản ứng hóa học, hoặc có thể là những máy làm khô. Đối với những khí như CO hay hiđrô khi được sinh ra từ những thiết bị và khói thuốc lá có thể sẽ được loại bỏ bằng máy đốt.
Duy trì nguồn nước sạch
Hầu hết những con tàu điện ngầm hiện nay đều được sử dụng những thiết bị chưng cất có thể biến nước biển để thành nước ngọt. Những máy chưng cất này sẽ thực hiện đun nước biển để làm cho nước bốc hơi, sau đó loại bỏ toàn bộ muối, tiếp đó sẽ hạ nhiệt độ giúp nước cô đọng thành nước sạch. Đồng thời thiết bị chưng cất trên chiếc tàu ngầm nó có thể tạo ra từ 38 cho đến 150.000 lít nước ngọt mỗi ngày. Những lít nước ngọt sẽ được sử dụng để làm mát những thiết bị điện tử cũng như cung cấp cho con người sử dụng.
Giữ nhiệt độ trên tàu
Thông thường nhiệt độ dưới lòng biển xung quanh chiếc tàu ngầm sẽ là khoảng 4 độ C. Bởi tàu ngầm được làm với vỏ ngoài là kim loại nên sẽ làm rò rỉ nhiệt lượng từ bên trong ra bên ngoài. Từ đó tàu ngầm cần phải cung cấp đầy đủ hệ thống sưởi điện, để có thể tạo nhiệt độ đủ ấm cho thủy thủ. Hơn nữa điện năng sẽ được lấy từ lò phản ứng hạt nhân và máy phát diesel và ắc-quy.
Khả năng cứu hộ cứu nạn của tàu ngầm
Ngoài những quy tắc vận hành thì tàu ngầm cũng cần đảm bảo những yếu tố khác khi lặn đó là hỗ trợ sự sinh tồn trên tàu ngầm. Đồng thời khi tàu gặp nạn, thủy thủ trên tàu sẽ phát tín hiệu cầu cứu hoặc có thể thả phao phát tín hiệu, nhằm thông báo vị trí tàu gặp nạn. Tuy nhiên sẽ tùy vào mức độ nghiêm trọng và những lò phản ứng hạt nhân sẽ bị ngắt và có thể sử dụng pin. Bên cạnh đó tàu gặp sự cố sẽ phải đối mặt với những nguy cơ như nước tràn vào tàu, lượng khí độc tăng cao gây nhiều nguy hiểm, thiết Oxy và nhiệt độ giản.
Hơn nữa vào thời điểm này những nỗ lực cứu hộ trên mặt nước sẽ khẩn trương tiến hành, thường chỉ trong khoảng 48 giờ đồng hồ. Những nỗ lực này thường là sẽ cố gắng đưa một số thiết bị cứu hộ như tàu cứu hộ lặn sâu DSRV xuống lòng biển, để có thể sơ tán thủy thủ và lắp thêm những thiết bị như phao hơi để giúp tàu có thể nổi lên. Đồng thời bên trong tàu ngầm cũng được trang bị những kén cứu hộ nhằm giúp thủy thủ thoát hiểm khi cần thiết.
Lời kết
Những thông tin chúng tôi cung cấp trên bài viết mong rằng đã giúp bạn giải đáp được thắc mắc tàu ngầm hoạt động được nhờ vào 2 định luật cơ bản nào. Qua đây bạn đã có thêm nhiều điều bổ ích và thú vị về chiếc tàu ngầm. Những chiếc tàu ngầm chính là một loại tàu rất đặc biệt dưới nước và được sử dụng để vận chuyển hàng hải và phục vị nghiên cứu ở dưới đại dương, có thể dùng để phục vụ cho quân sự.