اصول زیر دریایی

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: roham hesami

محل اقامت: Tehran -Qeytariyeh, Ketabi Street, 8 meters from Saba

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 630

سپاس: 392

جنسیت:

تماس:

اصول زیر دریایی

پست توسط rohamjpl »

پدیده ارشمیدس اصل "هر جسمی ، به طور کامل یا جزئی در یک مایع ساکن غوطه ور شود ، توسط نیرویی برابر با وزن مایع جابجا شده توسط جسم ایجاد می شود"تصویرمن به فکر عملکرد زیردریایی افتادم.
. یک زیردریایی یک سیلندر فولادی محکم در آب با فرم آیرودینامیکی است که توسط آب متحدالمرکز نگهداری مخازن خارجی احاطه شده است ، مخازن بالاست خارجی نامیده می شود. سطح مقطع در شماتیک بالا نشان داده شده است. مخازن بالاست خارجی در قسمت پایینی خود دارای سوپاپ (دریچه های کینگستون) و در قسمت بالایی آن شیر دریچه هوا هستند. باز و بسته شدن شیرهای کینگستون و فلپ های دریچه هوا و ترتیب کار آنها با استفاده از سیستم های هیدرولیکی / الکتریکی از داخل زیردریایی کنترل می شود. Sub همچنین به ترتیب دارای مخازن بالاست یا جبران کننده و مخازن اصلاح شده پر شده از آب برای ایجاد شناور غوطه ور و تر و تمیز از طریق تنظیمات وزن و تغییر وزن های طولی است.
الف) هنگامی که زیردریایی کاملاً روی سطح دریا شناور است ، مخازن بالاست خالی نگه داشته می شوند و کلیه شیرآلات کینگستون و فلپ های دریچه هوا بسته (بسته) و قفل می شوند.
ب) هنگامی که زیردریایی نیاز به "غواصی" دارد ، هر دو دریچه کینگستون و دریچه های دریچه هوا به صورت کنترل شده باز می شوند. مرحله دوم این را نشان می دهد. آب دریا وارد مخازن بالاست می شود و هوای محبوس شده (زرد) را از طریق فلپ های هوا خارج می کند.
ج) هنگامی که همه مخازن بالاست پر شد ، آنگاه زیر دریایی کاملاً غوطه ور می شود زیرا کمی منفی می شود ، اما نه در حدی که مانند سنگ به پایین فرو رود زیرا نیروهای جوی دریا به سمت بالا عمل می کنند (شکل سوم) در بالا). در این مرحله ، تمام دریچه های دریچه هوا بسته و قفل می شوند ، اگرچه شیرهای كینگستون یك گروه ممكن است باز نگه داشته شوند (برای هر شرایط اضطراری) و شیرهای كینگستون استراحت نیز بسته شوند. به طور کلی ، مخازن بالاست به عنوان گروه های جلو ، مرکز و عقب (عقب) برای باز یا بسته شدن پی در پی مخازن گروه دسته بندی می شوند تا غواصی کنترل شده یا سطح را تسهیل کنند.د) هنگامی که زیردریایی نیاز به "سطح" دارد ، هوای فشرده (400-600 بار) را در مخازن بالاست می بندد و باعث بسته شدن دریچه های دریچه هوا و باز بودن دریچه های کینگستون می شود فشار هوا باعث سبك شدن آب دریا و سبك شدن زیردریایی و در نتیجه سطح آن می شود
ه) هنگامی که تمام آب مخازن بالاست توسط هوا خارج می شود ، دریچه های کینگستون بسته شده و زیردریایی کاملاً روی سطح دریا شناور است
- تا اینجا آنچه در بالا توضیح دادم پدیده ایستایی غواصی و روی زمین است. اما در واقع نیروهای دینامیکی زیردریایی هنگام عملیات غواصی / رویش مانند فرود یا برخاستن از یک هواپیمای هوایی ، با کمک دینامیک پیشرانه سرعت و هیدرودینامیک از طریق سطوح کنترل ذکر شده در بالا اعمال می شوند. این سطوح کنترل دقیقاً مانند فلپ های هواپیمای هوایی موسوم به "هواپیما" است که به صورت هواپیمای بادبان / هواپیمای رو به جلو / هواپیمای غواصی جمع شونده ، یک تثبیت کننده عقب با آسانسور ، به نام هواپیماهای عقب / عقب و سکان و یک بادبان یا باله تثبیت کننده است. یک تصویر نمایشی از انتهای عقب یک زیردریایی در اینجا نشان داده شده است:. هنگام غواصی و روبرو کردن ، بادبان یا باله ، سطوح کنترل هواپیماها و سکان در ایجاد ثبات و پویایی کنترل شده به زیر دریایی همراه با نیروی محرکه و نیروهای شناور کمک می کند. .زیردریایی شناور قادر به عملکرد مستقل در زیر سطح آب است. تفاوت آن با یک شناور ، که فقط دارای قابلیت زیر آب محدود است.
شناور توسط سیستم مخزن بالاست کنترل می شود. یک زیردریایی که روی سطح قرار گرفته است شناوری مثبتی دارد ، به این معنی که چگالی آن از آب اطراف آن کمتر است و شناور خواهد بود. در این زمان ، مخازن بالاست عمدتا پر از هوا است. برای غرق شدن ، این زیردریایی باید از شناوری منفی برخوردار باشد . دریچه های مخازن بالاست باز می شود.
آب دریا که از طریق بنادر سیل وارد می شود مجاری هوا را خارج می کند و زیردریایی شروع به غرق شدن می کند. مخازن بالاست زیردریایی که اکنون با آب دریا پر شده اند از آب اطراف آن چگال تر است. با تنظیم نسبت آب به هوا در مخازن بالاست می توان عمق دقیق را کنترل کرد. غرق شده ،زیردریایی می تواند شناوری خنثی بدست آورد . این بدان معناست که وزن زیردریایی برابر با مقدار آب جابجا شده آن است. زیردریایی در این حالت نه بلند می شود و نه غرق می شود. برای بالا بردن مجدد این زیردریایی ، هوای فشرده شده به سادگی در مخازن منفجر می شود و آب دریا را مجبور به خارج شدن می کند. دستاوردهای زیردریایی شناور مثبت کمتر متراکم می شود از آب و افزایش می یابد.
اجزاء زیردریایی و نحوه عملکرد
1اجزاء بیرونی زیردریایی شامل بدنه استوانه بیضی شکل با دو بال افقی در جلو و دو بال عمودی در عقب برای شیرجه رفتن به عمق و اوج گرفتن به سطح آب ، یک سکان برای حرکت به چپ و راست ، یک پروانه در دم بدنه برای تولید نیروی محرکه زیردریایی و یک بادبان برای ورود و خروج خدمه به سطح آب است. در ضمن یک آنتن رادیویی برای تماس با زیردریاییها و کشتیهای دیگر و یک پریسکوپ برای مشاهده سطح آب از زیر دریا روی بادبان تعبیه شده است.
بدنه زیردریایی از دو پوسته (قشر) ساخته شده که مابین آنها خالی است. به این فضای خالی ، مخزن بالاست (سنگینی) می‌گویند. روی قشر بیرونی و بالای بدنه ، دریچه‌ای برای خروج هوا (دریچه اصلی) و در پایین بدنه هم دریچه‌ای برای ورود و خروج آب به مخزن بالاست تعبیه شده است.
داخل زیردریایی هم مخزن گاز فشرده با دو دریچه خروج هوا به مخزن بالاست روی قشر درونی تعبیه شده است. وزن زیردریایی با مخزن بالاست خالی ، کمتر از نیروی شناوری آب دریاست و بنابراین زیردریایی در این حالت مانند کشتی روی سطح آب باقی خواهد ماند. برای فرو رفتن زیردریایی در آب ، دریچه خروج هوا (دریچه اصلی) و دریچه ورود آب را باز می‌کنند تا آب دریا وارد مخزن بالاست شود. به این ترتیب وزن زیردریایی بیشتر از نیروی شناوری می‌شود و زیردریایی در آب فرو می‌رود. برای بالا آمدن زیردریایی دریچه اصلی را می‌بندند و دریچه گاز فشرده شده را باز می‌کنند تا هوا وارد مخزن بالاست شود.با ورود گاز به مخزن و خروج آب از دریچه‌های پائینی، وزن زیردریایی کم می‌شود و نیروی شناوری آن را بطرف بالا می‌برد. پروانه نصب‌شده در انتهای دم زیردریایی با چرخش خود ، زیردریایی را به جلو و با چرخش برعکس به عقب هدایت می‌کند. برای شیرجه رفتن بطرف پائین (درهنگام حرکت به جلو) انتهای بالهای جلو بطرف بالا و انتهای بالهای عقب بطرف پائین کج می‌شوند و برای اوج گرفتن نیز انتهای بالهای جلو بطرف پائین و انتهای بالهای عقب زیردریایی بطرف بالا کج می‌شوند تا (مانند پرواز هواپیما در هوا) مسیر سیال عبوری (آب) از بالها برای حرکت به مسیر دلخواه تغییر یابد و نیروی بالابر یا پائین‌بر تولید شود.برای حرکت به چپ و راست نیز از سکان عقب کمک گرفته می‌شود. مثل حرکت کشتی و هواپیما (درهنگام حرکت به جلو) با کج کردن سکان به چپ ، زیردریایی به چپ و با کج کردن سکان به راست ، زیردریایی بطرف راست خواهد چرخید.
حرکت در زير و سطح آب:؛استيل در ساخت دو بدنه ي بيروني و دروني زير دريايي بکار مي رود وبين اين دو بدنه مخزن بلاست نام دارد که با بردن آب بين دو بدنه باعث فرو رفتن زير دريايي و با خروج آب باعث بالا آمدن زير دريايي مي شود. زيردريايي به علت وزن آب که به طور مساوي با وزن زير دريايي جابجا مي شود، مي تواند شناور شود. اين جابجايي آب،يک نيروي رو به بالا ايجاد مي کند که نيروي "شناور سازي" ناميده مي شود و معکوس جاذبه زمين عمل مي کند و باعث مي شود کشتي در آب غرق نشود. عکس کشتي، زيردريايي اين خاصيت شناور سازي را کنترل مي کند و به اين ترتيب، به طور دلخواه مي تواند در آب فرو رود يا اينکه به سطح آب بيايد.براي کنترل خاصيت شناوري، زيردريايي مخزنهاي بلاست يا مخازن تعادل ناو دارد که مي تواند به صورت يک در ميان با آب و هوا پر شود.زماني که زير دريايي روي سطح آب است، مخازن بلاست با هوا پر مي شوند؛در اين حالت، چگالي کل زير دريايي کمتر است از آبي که زير دريايي را احاطه کرده است.با حرکت کردن زيردريايي مخازن بلاست در آب فرو مي رود و هوا از مخزن خارج مي شود تا زماني که چگالي زير دريايي از آب بيشتر شود و زير دريايي شروع به فرورفتن در آب مي کند.
براي اينکه تراز زير دريايي در هر ارتفاعي حفظ شود، زير دريايي توازن بين آب و هوا را در مخازن تعادل ناو نگه مي دارد.بنابراين چگالي سرتاسر زيردريايي برابر است با آبي که زير دريايي را احاطه کرده است.
در داخل زير دريايي ذخيره هواي فشرده براي ادامه حيات و استفاده مخزن بلاست نگهداري مي شود.در موارد اضطراري مخازن بلاست مي توانند با فشار زياد هوا به سرعت پر شوند تا زير دريايي به سرعت به سطح آب بروثبات زیردریایی منحصر به فردترین ویژگی پایداری طراحی زیردریایی این است که بر خلاف کشتی ها ، پایداری زیردریایی در دو شرایط بررسی می شود:
×پایداری سطحی (وقتی بخشی از زیردریایی بالای خط آب است) ، وزیر آب پایداری (وقتی زیردریایی کاملاً غرق شده باشد و هیچ قسمت یا زائده ای بالای خط آب نباشد).
از مبانی شناور سازی و اصل ارشمیدس برای رسیدن به معادله شناور یک زیردریایی استفاده می شود ، یعنی در هر دو حالت غوطه ور یا سطحی ، وزن زیردریایی برابر با نیروی شناوری است که روی آن اعمال می شود. این همچنین نشان می دهد که برای زیر آب رفتن یک زیردریایی سطح ، باید وزن کل زیردریایی افزایش یابد. فقط در این صورت است که در شرایط غوطه وری ، شناور بودن حجم زیردریایی بالای خط آب (در شرایط سطحی) می تواند با وزن اضافی متعادل شود. بنابراین چگونه وزن به زیردریایی اضافه می شود؟ مخازن بالاست اصلی (MBT) آب دریا به این مخازن منتقل می شود و این وزن اضافه شده آب دریا باعث افزایش وزن زیردریایی می شود که این امر باعث غواصی زیردریایی می شود.
دو قسمت حیاتی MBT عبارتند از:بنادر سیل ، ومنافذ هوا
بندرهای سیل دهانه هایی در پایین ترین قسمت بدنه خارجی هستند که به آب اجازه ورود و خروج از مخزن را می دهند.
بالابرهای دریچه های هوا ، هر یک در پورت و در سمت راست ، از مخزن به دریچه اصلی هوا در بالای بدنه فشار هدایت می شوند. برای غواصی یک زیردریایی سطحی ، دریچه هوا در قسمت بالا باز می شود. این اجازه می دهد تا هوای مخزن فرار کند ، و آب دریا از بندرهای سیل زیر وارد می شود. وزن بالاست که اکنون اضافه شده به غواصی کمک می کند.
پایداری سطح زیردریایی های ک زیردریایی در شرایط سطحی باید همان اصول پایداری یک کشتی سطح را رعایت کند. نیاز اصلی در شرایط سطح این است که ، حتی پس از هر نوع آسیب ، باید روی آب باقی بماند. به این معنی که باید حجم قابل توجهی از بدنه بالای خط آب وجود داشته باشد. به این حالت Reserve of Buoyancy (ROB) گفته می شود .
درک مفهوم ROB برای یک طراح بسیار حیاتی است ، همانطور که به طراح کمک می کند تا به مقدار اولیه حجم مورد نیاز MBT برای حجم بدنه فشار معین برسد.
ROB یک زیردریایی اساساً نسبت حجم موثر همه MBT ها به جابجایی حجمی زیردریایی در شرایط سطح است. حجم م isثر ، کل حجم "قابل دمش" مخازن است (یعنی حجم مخزنی که برای غوطه ور شدن زیردریایی مورد نیاز است که باید پر شود). و درست مثل کشتی های روی سطح ، تغییر مکان سطح زیردریایی ، وزن زیردریایی منهای آب سیلاب آزاد است. توجه داشته باشید که در شرایط غوطه وری ، تنها سازه ایجاد کننده شناور ، بدنه فشار است. از این رو ، وزن زیردریایی غوطه ور منهای آب سیلاب آزاد برابر با شناور در بدنه کاملاً فشاری است.
تعریف و تجزیه و تحلیل فوق از ROB به ما کمک می کند تا به رابطه زیر بین ROB و حجم بدنه فشار برای رسیدن به کل حجم قابل دمش MBT مورد نیاز برسیم.
مقدار ROB که باید در طراحی گنجانده شود به اندازه زیردریایی بستگی دارد. زیردریایی های کوچکتر فریبراد کمتری دارند ، از این رو ROB بزرگتر در زیردریایی های کوچکتر از بزرگترها مطلوب است. ROB در زیردریایی ها معمولاً از 10 درصد تا 20 درصد است و در صورت وجود زیردریایی های دو بدنه ، این مقدار می تواند به مرزهای بالاتری برسد.
تجزیه و تحلیل پایداری عرضی یک زیردریایی مشابه یک کشتی سطحی است ، زیرا هر دو از اصول هیدرواستاتیک یکسانی پیروی می کنند. معیارهای پایداری زیردریایی در شرایط سطح ، ارتفاع متمركز آن است : پایداری سطحی زیردریایی.تصویر
در حالت فوق ، هنگامی که پاشنه های زیردریایی سطحی ظاهر می شوند ، مرکز شنا (B) به موقعیت جدیدی تغییر می کند (B1). متاكتر (M) اگر بالاتر از مركز ثقل باشد ، یك لحظه درست كردن ایجاد می كند كه زیردریایی را به حالت قائم برمی گرداند.
زیردریایی ها از نظر وزنی بسیار حساس هستند ، زیرا در طول کار یک زیردریایی ، تمام عملیات باید به گونه ای انجام شود که حداقل تغییر موقعیت طولی مرکز ثقل وجود داشته باشد. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است ، کوچکترین تغییر در مرکز ثقل طولی باعث ایجاد یک لحظه برش می شود که منجر به کاهش شدید سطح صفحه آب می شود. از آنجا که ارتفاع متا مرکز طولی متناسب با سطح هواپیمای آب خواهد بود ، هر لحظه برش به سرعت ارتفاع متمرکز را کاهش می دهد.
تغییر در سطح هواپیما به دلیل گشتاور اصلاح
: تغییر در منطقه هواپیما به دلیل گشتاور اصلاح.تصویر اولین خاصیت یک زیردریایی غوطه ور ، توانایی آن در اجرای حرکات در هر شش درجه آزادی است. به حداقل و حداکثر عمق مجاز سقف و کف گفته می شود.
پایداری زیر آب:هنگامی که MBT ها منفجر و تحت فشار قرار می گیرند ، زیردریایی غواصی می کند و اکنون وارد محیط عملیاتی می شود ت هواپیما است ، اما یک جنبه وجود دارد که یک زیردریایی را منحصر به فرد می کند ، یعنی برخلاف هواپیما ، یک زیردریایی برای تحمل وزن خود به حرکت به جلو وابسته نیست. باله های موجود در یک زیردریایی فقط برای فراخوانی نیروهای بالابرنده است که به آن کمک می کند تا عمق را تغییر دهد. اما یک زیردریایی می تواند بدون هیچ حرکت رو به جلو ، و بدون کمک باله های آن در حالت غوطه وری ثابت باقی بماند؟
پاسخ در رابطه شناوری و وزنی است که در زیردریایی ها حفظ می شود. وقتی وزن زیردریایی بیشتر از شناوری باشد ، غرق می شود تا زمانی که اقدامات اصلاحی برای کاهش وزن یا افزایش شناور انجام شود. این وضعیت Negatively Buoyant نامیده می شود .
به همین ترتیب ، هنگامی که وزن کمتر از شناوری است ، گفته می شود که زیردریایی به طور مثبت شناور است و تا زمانی که اقدامات اصلاحی برای افزایش وزن انجام نشود ، شناور می شود. اما همه زیردریایی ها در شرایط غوطه وری تحت شرایطی کار می کنند که بین دو مورد فوق قرار داشته باشد ، به طوری که وزن و شناوری همیشه برابر است. به این زیردریایی ، Neutrally Buoyant گفته می شود .
: زیردریایی در شرایط شناوری مثبت ، منفی و خنثی.
معیارهای پایداری عرضی یک زیردریایی در شرایط غوطه وری به طور قابل توجهی تغییر می کند. از آنجا که هر زاویه ای از پاشنه در یک زیردریایی غوطه ور ، تغییری در حجم زیر آب ایجاد نمی کند ، مرکز شناور بدون تغییر باقی می ماند. به عبارت دیگر ، مرکز متمرکز یک زیردریایی غوطه ور با مرکز شناوری همزمان می شود. ، ارتفاع متا مرکز (GM) به (BG) تبدیل می شود. اکنون ، در اینجا دو مورد وجود دارد. یکی ، وقتی مرکز ثقل (G) زیر مرکز شناوری (B) باشد. دو ، وقتی مرکز شنا (B) بالاتر از مرکز ثقل (G) باشد.
شرایط پایدار و ناپایدار در یک زیردریایی غوطه ور
: شرایط پایدار و ناپایدار در یک زیردریایی غوطه ورتصویر
همانطور که نشان داده شده است ، هنگامی که G زیر B است ، یک لحظه درست شدن ایجاد می شود ، که زیردریایی را به حالت قائم خود می آورد ، در حالی که وقتی G بالای B است ، زیردریایی واژگون می شود. به همین دلیل است که مرکز شنای یک زیردریایی غوطه ور همیشه بالاتر از مرکز ثقل حفظ می شود. یا به عبارت دیگر ، از آنجا که موقعیت B برای یک زیردریایی خاص ثابت است ، همیشه اطمینان حاصل می شود که G زیر B است. مخازن و سیستم های خاصی برای حفظ این شرایط استفاده می شود
معیارهای پایداری یک زیردریایی زیر آب BG است ، و تغییر اهرم راست GZ با زاویه پاشنه همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است.
اجزای یک زیردریایی را که در مجموع شناوری آن تشکیل می دهند ، در مجموع عناصر شناوری می نامند. برای شناسایی آنها ، بیایید با آسان ترین کار شروع کنیم. بیشتر شناورها روی بدنه فشار عمل می کنند و از این رو کل حجم بدنه فشار یک عنصر شناوری است. اما از آنجا که اجزای داخل بدنه فشار با آب دریا در تماس نیستند ، در شناوری سهمی ندارند و نمی توان آنها را به عنوان عناصر شناور دسته بندی کرد.
حجم جابجا شده بدنه خارجی (یعنی حجم جابجا شده توسط صفحات فولادی بدنه خارجی) نیز در شناوری نقش دارد. توجه داشته باشید که حجم محصور شده توسط بدنه خارجی در اینجا در نظر گرفته نشده است.در بعضی موارد ، ساختار رو به جلو و عقب که به طور آزاد آب گرفتگی شده است ، ممکن است مخازنی داشته باشد که غرق نشده باشند. در چنین مواردی ، حجم بسته آن مخازن خارجی به عنوان عناصر شناوری در نظر گرفته می شوند.بادبان آزادانه در شرایط زیر آب غرق می شود ، و همچنین شامل برج اتصال دهنده (صندوق فرار) ، پریسکوپ ها و مجموعه ای از دکل ها است. حجم اشغال شده توسط این سازه ها به شناوری افزوده و از این رو حجم های بسته شده آنها به عنوان عناصر شناوری در نظر گرفته می شوند.
در منطقه جلو ، بخشی از لوله های اژدر در داخل بدنه فشار قرار دارند و بخشی از آنها در خارج از بدنه فشار در منطقه آزادانه سیل شده قرار دارند ، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است. حجم بسته لوله های اژدر در منطقه سیل آزادانه به عنوان یک عنصر شناوری عمل می کند.
لوله های اژدر به عنوان عناصر شناوری.تصویر
شافت پروانه از لوله ای عبور می کند که آزادانه غرق می شود ، از این رو حجم بخشی از شاخ پروانه در منطقه سیل آزاد شده به عنوان عنصر شناور عمل می کند.
حجم شناور که توسط تمام ضمائم مانند پروانه ، سکان ها ، باله های جلو ، باله های عقب ، آرایه های سونار و غیره اشغال می شود نیز در شناوری نقش دارد. علاوه بر این ، هر جیب هوا ایجاد شده در مخازن بالاست نیز عناصر شناوری است و از این رو ناخواسته است زیرا به طور غیرمنتظره باعث افزایش شنا در زیر دریایی می شود ، بنابراین یک وضعیت مثبت شناور ایجاد می کند. عناصر وزن
به اجزای موجود در یک زیردریایی که به وزن کل آن کمک می کنند عناصر وزنی گفته می شود. تمام وزن ثابت روی زیردریایی که در زیر ذکر شده است از جمله اجزای اصلی وزن است:
ساختار بدنه فشار که شامل آبکاری بدنه فشار ، قاب های سفت کننده دایره ای ، مخازن ، براکت ها و غیره است.
لیست مناسبی از کلیه عناصر وزنی و شناوری همراه با وزن فردی ، مرکز ثقل ، حجم محصور و مرکز شناوری مورد نیاز است. هنگامی که تمام عناصر شناوری با حجم و مرکز حجم آنها ذکر شد ، از داده ها برای رسیدن به شناوری کل زیر دریایی و مختصات 3D مرکز شناوری استفاده می شود. تجزیه و تحلیل مشابه برای رسیدن به تمام عناصر وزنی در CG و وزن زیردریایی انجام می شود. این داده ها برای ارتباط رابطه شناوری وزن برای یک زیردریایی استفاده می شود.توجه کنید
Sonar مخفف (Sound Navigation & Ranging) زیر سیستم اصلی ناوبری برای زیردریایی است. از آنجا که هیچ دید مستقیم دستی وجود ندارد ، در هنگام کار در زیر آب به چشم زیر دریایی تبدیل می شود.
برای کاربردهای زیر آب ، سیگنال های صوتی برای اطمینان از ایمنی زیردریایی دستکاری می شوند تا از هرگونه مانع و تهدید جلوگیری کنند.قسمت دوم
فشرده شدن زیردریایی
هنگامی که یک زیردریایی در آب غوطه ور می شود ، انعطاف پذیری توسط انعطاف پذیری عمده فولاد تعیین نمی شود ، زیرا فشار فشار باید از بدنه بسیار نازک تری عبور کند تا از یک طرف زیردریایی به طرف دیگر برسد. فشار واقعی در بدنه افزایش می یابد.
برای دیدن میزان افزایش آن ، تقریباً ، یک زیردریایی مدل را در نظر بگیرید که یک استوانه جعبه مربع است ، دارای دیواره هایی با ضخامت w و طول طرف L. فشار یک جریان حرکت در واحد طول برابر با PL از یک طرف است (چندین برابر طول) جعبه به جعبه دیگر ، از طریق کناره های دیوار ، و اگر آن چیز کاملاً جامد باشد ، قابلیت انعطاف پذیری تقریباً 80 برابر کمتر از آب است.
اما حرکت باید از سمت راست به چپ به جای عرض کامل L از عرض 2w جریان داشته باشد ، همانطور که در یک استوانه فولادی جامد وجود دارد ، بنابراین جریان واقعی حرکت در کنار جعبه با ضریب L افزایش می یابد / 2w برای یک استوانه گرد ، تا یک عامل وحدت نظم (بین 5/0 و 2 خواهد بود) ، عامل مشابه R / w است.
بادکنک استیل
برای به دست آوردن بالاترین درجه کلی گرایی ، من به یک حالت مرجع در نقطه جوش اشاره می کنم. حجم جسم در آن نقطه خواهد بودV0 زیرا این یک مقدار مرجع است ، و جرم فقط خواهد بود M، زیرا ثابت است. از آنجا که این بحث در مورد ثبات است ، غیر خطی بودن قابلیت انعطاف پذیری زیاد جالب نیست ، بنابراین فرم زیر را برای ارتباط حجم و فشار خارجی برای جسم می نویسم. توجه داشته باشید که اگر مثلاً سنگی را در آب مقایسه کنیم ، این بی معنی است زیرا فشاری که چگالی جسم و مایع را یکسان می کند پوچ است.$V = V_0 - \rho_w g h \frac{dV}{dP} $
، من علاقه مندم که یک مایعات واقعاً غیرقابل فشرده را تصور کنم. برای آزمایش در وان ، کاملاً درست است. مفهوم این امر به شرح زیر است:
$F_b = \rho_w g V = \rho_w g \left( V_0 - \rho_w g h \frac{dV}{dP} \right) $
$F_g = -Mg $
$ a = \frac{F_b+F_g}{M} = \frac{g}{M} \left(\rho_w V_0 - \rho_w^2 g h \frac{dV}{dP} -M \right)$
همچنین ، برای نقطه پایدار ، پر رونق است.
$0 = \frac{g}{M} \left(\rho_w V_0 -M \right) $
بنابراین ، ما شکل بسیار ساده تری داریم:
$a = -\frac{ (\rho_w g )^2 }{M} \frac{dV}{dP} h $
بنابراین تا زمانی که جسم یک جرم ثابت باشد ، تنها راه داشتن یک نقطه پایدار برای آن است dV/dPمثبت باشد ، و این بسیار دشوار است. من چیز عادی نمی دانم که متناسب با این معیارها باشد. برای رسیدن به آرزوی من برای داشتن یک سیستم منفعل که یک نقطه شنای پایدار را ارائه می دهد ، باید این فرض را کهM ثابت است و از آن برای ساختن چیز مفید استفاده کنید.تصویر
$ V = V_0 - \rho_w g h \frac{dV}{dP}$
$M = M_0 - \rho_w g h \frac{dM}{dP} $
$a = \frac{\rho_w g^2}{M} \left( - \rho_w \frac{dV}{dP} + \frac{dM}{dP} \right) h $
امیدوارم که بتوانید جبر را دنبال کنید ، این فقط معادلات قبلی است. اکنون می توانمdM/dPمثبت فکر کن؟ چرا بله می تواند. همچنین می تواند به اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند با آن مقابله کند$ \rho_w \frac{dV}{dP}$
. همانطور که من سعی کردم ، نیروی شناور به معنای واقعی کلمه یک عملکرد پله ای است.
برای افزودن برخی معادلات برای این ، توجه داشته باشیم که اصل کار تبادل نوع دیگری از مایع است. سپس می توانیم تغییر حجم و جرم را با هم مرتبط کنیم.
$ dV \rho = dM $
این معادله قبلی را ساده می کند.
$ a = \frac{\rho_w g^2}{M} \left( - \frac{\rho_w}{ \rho} \frac{dM}{dP} + \frac{dM}{dP} \right) h = \frac{\rho_w g^2}{M} \frac{dM}{dP} \left( 1 - \frac{\rho_w}{ \rho} \right) h$اکنون این امر ما را به تدوین فرمول کلی مفیدی نزدیک می کند. ابتدا توجه داشته باشید که بدست آوردن a بسیار آسان استdM/dPاین منفی است با فشار بیشتر به راحتی می توان جریان خروجی ماده را بدست آورد. به همین دلیل ، استفاده از سیال کاری با تراکم بالاتر نسبت به آب ترجیح داده می شود که اصطلاحات با تراکم منفی و سیستم پایدار باشد.
تصویر

ارسال پست