Arte de flotabilidad neutra

Mayoría de los objetos colocados en el agua o el aire hacer sólo una de dos cosas: bajar o subir. Sin intervención, objetos generalmente Mostrar la flotabilidad positiva o negativa. Los seres humanos han sido satisfechos con estas limitaciones desde que el hombre comenzó a soñar con submarinos viajes y vuelo controlado. Flotabilidad neutra, en el que una nave voladora o flotante ni se levanta ni se hunde pero permanece en un estado de equilibrio en el aire o el agua, estaba en la agenda de experimentadores y aventureros por igual durante siglos. En tiempos modernos, flotabilidad neutra ha llegado a buen puerto principalmente en dos embarcaciones: dirigibles y submarinos.

Principio de Arquímedes

En el 3ro siglo A.C., Arquímedes teorizó que la fuerza de flotación ejercida sobre un objeto es igual al peso de la cantidad de líquido o el aire desplazado por dicho objeto. Si la densidad del objeto es menor que el peso del líquido o aire que desplaza, se levanta el objeto. Si densidad excede el peso del desplazamiento, se hunde. Flotabilidad neutra ocurre cuando la densidad y el desplazamiento son aproximadamente equivalentes. En el aire o agua, una nave de flotabilidad neutra flota en un estado de equilibrio, ni de levantamiento ni hundirse.

Teoría del dirigible

Vuelo liviano se limitaba a globos aerostáticos incontrolable hasta con dirigibles rígidos Marcos evolucionaron a principios del siglo XX. Grandes cantidades de hidrógeno debían desplazar suficiente aire para levantar los gigantes flotantes. En los últimos años, más ligeros, nonrigid dirigibles han suplantado dirigibles. Envolvente de gas de un dirigible se llena con helio inflamable. Genera flotabilidad positiva, o levantar, equivalente al peso del aire que desplaza. Para salir de la tierra, flotabilidad positiva debe exceder peso acumulativo de dirigible, incluyendo su góndola, motores, envolvente y el helio en la envolvente. Pero si la elevación es la fuerza única, un dirigible simplemente aumentaría incontrolablemente por miles de pies, necesitando ventilación costoso helio para compensar la flotabilidad. En cambio, dirigibles balance sustentación con flotabilidad negativa bombeando aire dentro y fuera de los compartimientos sellados dentro de la envoltura de gas llamado ballonets.

Dirigibles en vuelo

Dirigibles en el suelo primero bombee aire suficiente hacia ballonets para inducir un estado de flotabilidad neutral. Un equilibrio entre la elevación generada por el helio de baja densidad y la flotabilidad negativa causada por el aire más pesado en el ballonets. Potencia de los motores propulsa el dirigible en el aire en un ángulo agudo. Aloft, flotabilidad neutra se mantiene para la mayoría de vuelo crucero del dirigible. Si se desea más altitud, se libera aire de ballonets, inclinar el equilibrio a favor de helio menos denso. Cuando es el momento de descender y aterrizar, se bombea aire denso en ballonets, envío de flotabilidad en la gama negativa y causando el blimp al fregadero. Un dirigible generalmente aterriza en un estado de flotabilidad ligeramente negativa.

Teoría del submarino

Diseños submarinos datan de los años 1500. Durante la Guerra Civil de Estados Unidos, un submarino Confederado hundió un barco Unión. Pero un submarino viable y moderno no apareció hasta después de la I Guerra Mundial. Un submarino flota en el agua porque la cantidad de agua desplazada excede la densidad del recipiente hueco, generar flotabilidad. Submarinos de explorar las profundidades alterando esa densidad mediante el uso de tanques de lastre y tanques del ajuste. Los tanques están situados entre los cascos internos y externos del submarino.

Submarinos en agua

Un submarino se encuentra en un estado de flotabilidad positiva en la superficie. Para sumergirse, respiraderos de los tanques de lastre abiertos, admitiendo agua en los tanques e inducir la flotabilidad negativa. Mientras el submarino se hunde a la profundidad deseada, cantidades controladas de aire comprimido de los tanques a bordo se bombean hacia los tanques de lastre, forzar el agua fuera del tanque. Se logra un estado de flotabilidad neutra y el sub se desplaza a esa profundidad. Flotabilidad en los tanques de compensación también se ajusta para alterar al delantero y en popa recortar del submarino y mantener la actitud recto y nivelado. Para la superficie, se introduce aire comprimido en los tanques de lastre y agua es forzada gradualmente volviendo el sub a un estado de flotabilidad positiva y haciendo que se aumente.


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