Hur ubåtar flyta och dyka?

Sänka en ubåt (eller något annat fartyg) är ganska enkelt - med tillräckligt med vatten den kommer sjunka till botten av havet riktigt snabbt. Nyckeln är att få antalet ytor till lika antal dyk.

Ubåtar använder flera system tillsammans med fast ballast för att minska flytkraft att doppa eller öka den till ytan:

1. huvudsakliga barlasttankar (MBT)
2. trimma barlasttankar (Trim tankar)
3. trim/dyk plan
4. framdrivningssystem

Liksom alla fartyg, ubåtar har fasta och variabla ballast vikt. Hennes fasta barlast, i huvudsak bara järn vikter, tillåta båten för att verka på ytan i en positiv flytkraft tillstånd, dvs, flyter på ytan men mestadels under vatten. Alla bilder du ser dykt upp ubåtar visar endast om en 1/4 av faktiska skrovet ovanför vattenytan. Variabel barlast, bestående av Main och trimma barlast tankar, som personal och alla leveranser ombord, hjälp båten upprätthålla nedsänkt verksamhet på fast eller variabel djup som krävs.

En båt fast ballast vikt är en känd variabel; Det är tillägg eller borttagning av variabel ballast som måste övervakas noggrant. All utrustning och personal (inklusive vapen Last-out) övervakas och beräknade vikten beräknas så att när MBT är renade och fyllt, besättningen redan vet hur mycket trim barlastvatten att ta in för att uppnå ett tillstånd av Neutral flytkraft, vilket är ett nedsänkt tillstånd där båten varken stiger eller sjunker. Att uppnå Neutral flytkraft används också av dykare för att upprätthålla sin egen Djupkontroll.

Utan att veta en beräkning av före nersänkning ballast, kan för mycket varierande ballast sjunka henne för långt vid dränka. Om du undrar, båtens krossa djup eller botten av havet anses vara för långt, vilket som kommer först.

Beräkningarna måste uppdateras kontinuerligt under längre uppdrag, som används för leveranser och papperskorgen sätts överbord via papperskorgen röret, eller motion vapen skjuts.

För alla som är certifierade i SCUBA, är principerna i huvudsak samma. En dykare, med en kombination av personlig vikt och extra bly vikter för fast ballast, använder luft uppblåst in eller deflateras från en bärighet kompensator (variabel ballast) för att justera för neutral, positiv eller negativ flytkraft. Den enda skillnaden är att dykare från början göra sig negativt flytande att få under vattnet.

Vattentemperatur och salthalt är också variabler och påverka variabel ballast. Till exempel på grund av kallt sötvatten isen Polar istäcke har vatten i Arktis lägre salthalt nivå än det öppna hav. Eftersom kallare temperaturer påverkar densitet, och lägre salthalt orsakar mindre flytkraft, måste nedsänkt operationer under isen beakta detta för ballasta ändamål.

Ballasttankarna Main är inget annat än stora delar mellan yttre skrovet och inre skrov. Ubåtar har 2 skrov, ungefär som en termos; yttre överbyggnaden som är synlig och det inre tryck skrovet, som inrymmer besättningen. Längst ned i en tank har en öppen galler, där tanken har en hydrauliskt aktiverade ventil. Tänka på en flaska utan en botten och en kork i den; Om du lägga den i vatten och dra korken tvingas luften ut av vattentrycket - samma princip. Trycket på luften inne i tanken när dök är enorm - att dyka båten, MBT ventilerna öppnas och havet trycket tvingar luften ur tanken genom öppna ventilen. När tankarna är full av vatten, är ventiler stängda. Som med alla inbyggda system, kan MBT ventiler, som fysiskt finns på batteridäck av överbyggnaden, öppnas eller stängas hydrauliskt eller manuellt.

Efter dränka, kommer att chefen av klockan (den primära operatören av de viktigaste dykning och kontroll för båten) ta in eller pumpa ut vatten från flera trimma barlasttankar (används för fartyget utjämning och mindre barlast justeringar när båten rör sig till specifika djup) på båten. Trimma båten får båten till Neutral flytkraft. Chefen av klockan tar order från dykning kommendera, som är ansvarig för att hålla båten på NB medan nedsänkt. Dykning officeren också ger order till rorsman och Planesman (rorsman stutar, Planesman underhåller djup) som nödvändigt, och Trim/dyket flygplan och fartyg framdrivning bidrar till att upprätthålla båten på djup tills rensa tankarna kan anpassas till det nya djupet, om det behövs.

Därifrån tar dyk planen för att flytta djup eller grunt. Äldre WW2 eran ubåtar används Bow dyk plan, som var belägna i fören på båten. När Teardrop skrov formen används idag utvecklades flyttades de dyk planen till Fairwater, som är överbyggnaden ovan skrovet som rymmer periskop och andra mastsna. Det kallas ofta felaktigt en kommandotornet, som är en kvarleva från de äldre flottan typ ubåtarna av första världskriget och WWII. Båten var kontrollerad (lurade) av CO från ett område ovanför den huvudsakliga kontrollrummet där rodret och planesmen och andra besättning var under en attack. Den korrekta termen för ubåtar med dyk plan på Fairwater är Fairwater plan. Plan på fören kallas Bow dyk plan, eller helt enkelt båge plan.

Fairwater plan har sina problem dock. I grov vatten, om båten är på Periscope djup, och oavsiktligt sugas på ytan av en tillräckligt stor våg, kan båten förlora dess djup kontroll förmåga mycket snabbt. Om i en taktisk situation gör det ännu mer jobbigt om icke-discovery är absolut nödvändigt. Av denna anledning. de nya Seawolf och Virginia klass båtarna har gått tillbaka till båge plan, vilket ger båten djup kontrollen om seglet är ur vattnet eller inte. En båt med en brotschade segel och båge plan kan dyka mycket snabbare än en med Fairwater plan kan, sedan den senare måste förlita sig på att föra på mer trim ballast att doppa när de primära kontroll ytorna är ur vattnet.

Det finns 2 primära metoder för påsvetsning båt - en "akut slag", används i akuta situationer för att ytan snabbt, och ett "Low pressar slag".

Under en EB släpps tryckluft lagras i tankar (utanför pressar skrovet i MBT) snabbt ut i Main ballasttankarna att utvisa vatten och därmed skapa positiv flytkraft. Den andra metoden är ett lågt tryck slag, med hjälp av båtens ombord låg tryckfläktens (i huvudsak en stor fläkt fläkt) att långsamt blåsa luft i MBT. Detta används endast nära ytan på Periscope djup, eftersom det kräver Snorkel masten tas upp. Utnyttja LPB sparar viktiga tryckluft, som används för nödsystem och vapen utkast. Ett lågt tryck slag är den vanligaste metoden för påsvetsning en ubåt i en icke-akuta situation. Backup Diesel Generator avgaserna kan också användas i stället för LPB om det behövs, även om fartygets ventilationssystemet måste vara riggad för att rör avgaser till ballasttankarna.

Om du har sett bilder eller film av en båt båge kommer ut i vattnet vid en brant vinkel i hög hastighet, är som resultatet av ett akut slag på djup djup. Det tar ca 90 sekunder från Test djup upp ytan, med motorer driver båten vid full eller flanken hastighet. Det är en fan av rida, och en som vi alla såg fram emot eftersom vi inte få göra det ofta, bara för borrar eller certifieringar. En gång båten brotschar, det sjunker tillbaka ner till om PD, och LPB används till fullo ytan båten.

Det är viktigt att även notera att båtens framdrivningssätt typ (Diesel-elektriska eller kärnkraft) spelar en stor roll i att hålla båten på kursen och djup. Utan funktionella framdrivning är någon större olycka nästan omöjligt att hantera. Det är detta faktum som tros vara i hjärtat av USS Thresher förlust.

I dessa dagar, under någon olycka, var förfarandet att utföra en reaktor Scram (infoga alla Kontrollera stänger till långsam reaktion på minimum), eller stänga av reaktorn. Detta lämnade henne utan avgörande framdrivningseffekt efter en större skrovet ventil spruckit och lämnade henne med en stor översvämning olycka att kämpa. Tryck på djupare djup komprimerar luften, och någon luft dumpas i MBT under ett akut slag kommer att ta tid att expandera som båten cheferna för grundare vatten. Dock utan funktionella framdrivning, om båten sjunker redan, det förlorar kampen. Utan hjälp av hennes huvudmotorer att driva henne till ytan, var Threshers förlisning oundvikligt.

Förlusten av Thresher ledde till många förändringar i programmet atomubåten i USA (SUBSAFE QA program) och för andra allierade nationer med liknande förmåga. Sedan institutionen i SUBSAFE programmet, har det inte varit en liknande olycka i USA ubåtsflottan.
Ja