Tàu ngầm ngoi lên lặn xuống như thế nào?

Tàu ngầm có thể nổi như tàu mặt nước và cũng có thể chìm một hòn sỏi. Chính nhờ khả năng này mà chúng mở ra những khả năng mới cho con người trong nhiều lĩnh vực, từ nghiên cứu khoa học, thám hiểm đại dương cho đến chiến tranh hiện đại. Thế thì vì sao chúng lại làm được điều đó nhỉ? Trong bài viết ngắn sau đây, mời các bạn cùng GVN 360 tìm hiểu bí mật này của tàu ngầm nhé.

Tàu ngầm nổi lên/lặn xuống bằng cách cho nước ra/vào các khoang dằn (ballast tank)

Tàu ngầm hiện đại có 2 lớp thân, lớp bên trong là khoang chịu áp suất, chứa các bộ phận của tàu và thủy thủ đoàn, còn bên ngoài là các khoang rỗng. Các khoang này dùng để chứa nước hoặc không khí, gọi là ballast tank (tạm dịch là “khoang dằn tàu”). Chúng có nhiệm vụ chính là kiểm soát sức nổi của con tàu. Khi tàu ngầm nổi trên mặt nước thì các khoang này chứa đầy khí để cung cấp sức nổi cho nó. Lúc này thì con tàu nhẹ hơn lượng nước biển tương đương với thể tích của nó nên nó sẽ nổi một cách tự nhiên.

Khi cần lặn xuống thì tàu ngầm sẽ mở các van trên đỉnh khoang dằn để không khí có thể thoát ra và nước biển tràn vào qua các lỗ ở dưới đáy khoang. Điều này khiến cho con tàu bằng hoặc nặng hơn khối lượng nước biển tương đương với thể tích của nó, và thế là nó có thể lặn xuống.

Ngoài các khoang dằn ra thì trong tàu ngầm luôn có các khoang khí nén với áp suất cao. Khi tàu ngằm đang lặn mà cần nổi lên thì khí nén sẽ được xả vào các khoang dằn để đẩy nước ra khỏi đó, khiến tàu trở nên nhẹ hơn và tự nổi lên mặt nước.

Tàu ngầm có thể “lơ lửng” trong nước bằng cách điều chỉnh mực nước trong các khoang dằn

Tàu ngầm không chỉ 2 chế độ chìm và nổi. Nước càng sâu thì áp suất càng lớn, càng bị nén lại và càng nặng, và tàu ngầm có thể dựa vào điều này để thay đổi độ sâu. Người ta có thể điều chỉnh độ sâu của tàu bằng cách điều mực nước trong các khoang dằn để thay đổi tổng khối lượng của con tàu. Con tàu sẽ lơ lửng ổn định ở một độ sâu nào đó khi tổng khối lượng của nó bằng với lượng nước tương đương với thể tích của nó ở độ sâu đó. Muốn lặn càng sâu thì khoang dằn ngập nước càng nhiều, lặn càng cạn thì khoang dằn ngập nước càng ít. Khi đã đạt đến độ sâu mong muốn thì tàu ngầm có thể di chuyển theo phương ngang tương tự như những con tàu mặt nước thông thường.

Ngoài ra, để kiểm soát việc tàu ngầm ngóc đầu lên hay chúi đầu xuống thì người ta cũng trang bị cho nó hệ thống bánh lái gồm cánh lặn trên phần “cột buồm” và cánh đuôi. Nhờ các cánh này mà tàu ngầm có thể ngóc đầu khi nổi và chúi đầu khi lặn cũng như thay đổi góc lặn khi cần nữa.

Đương nhiên là việc nổi và lặn của các tàu ngầm hiện đại không chỉ đơn giản như thế, chúng còn có vô số thiết bị để kiểm soát việc lặn của mình. Những thứ mà mình nói trong bài viết chỉ là nguyên lý cơ bản mà thôi. Hy vọng bài viết đã mang đến cho các bạn những thông tin thú vị. Mong rằng sẽ lại được chia sẽ những thông tin như thế này với các bạn trong những bài viết tiếp theo.

Mời các bạn tham khảo thêm một số thông tin liên quan tại GVN 360 như:

• Xe tăng gắn động cơ phản lực thì sẽ như thế nào?
• Vì sao máy bay chiến đấu phải vứt thùng nhiên liệu phụ khi lao vào không chiến?
• Vì sao những con chim trời nhỏ bé có thể làm hỏng cả máy bay hàng trăm triệu đô?

Nguồn: science.howstuffworks.com