Víš jak funguje ponorka? Jak dokáže ponorka plout na hladině jako normální loď a pak se potopit, měnit hloubku ponoru a následně se zase vynořit?
Vcelku jednoduše. Prostě nabere vodu. Všichni víme, co se stalo zaoceánskému parníku Titanic, když začal nabírat vodu. Tomu ale chyběl druhý základní požadavek ponorky – schopnost se pak i vynořit. To udělá opět jednoduše tak, že vodu vypustí. Jak to ale dělá pod hladinou, jak to dokáže kontrolovat, kde ta voda je a další hromada otázek čeká na vysvětlení.
Všechno je to „vztlak“
Heuréka! volal nahý, po městě běžící Archimédes poté, co při koupeli objevil, že těleso ponořené do tekutiny je nadlehčováno silou rovnající se tíze tekutiny stejného objemu, jako je ponořená část tělesa. Tak zní Archimédův zákon. Jinými slovy, ponořené těleso svým objemem vytlačí kapalinu, která se zas snaží vytlačit zpátky to těleso přesně tíhou objemu kapaliny, která byla tělesem vytlačena. Nafouknutý balonek na vodě plave, stejně jako většina druhů dřeva. Je to prostě tím, že jejich objem vytlačí větší hmotnost vody, než je jejich váha. U těles těžších než voda, například kovových, je hmotnost tělesa větší, než hmotnost kapaliny kterou svým objemem vytlačí. Pokud uděláte obal z kovu a naplníte ho vzduchem, aby objem vytlačené kapaliny měl větší váhu než tento obal, vznikne loď. pokud menší, vznikne potápěčský zvon. Pokud budeme moci množství vzduchu v našem obalu regulovat a měnit tak množství vytlačené vody – vznikne ponorka.
Jak teda ponorka reguluje vztlak?
Ponorka má dvojitý trup, nebo různě rozložené nádrže. Vnější trup zadržuje kombinaci vody a vzduchu, ten vnitřní pak slouží jako domov posádky a vybavení samotného plavidla. Pokud plave na hladině, jsou nádrže (první, vnější část ponorky) plné vzduchu. Při potřebě ponoření se upouští vzduch a natéká místo něj voda – vztlak se zmenšuje a gravitace odvádí svou práci. Při ponoru pomáhají ploutve, upravující náklon ponorky. Při vyrovnání poměru vzduchu a vody se ponor zastaví a plavidlo tak pluje ve stejné hloubce; pohybující se pomocí kormidla, ploutví či natáčející se trysky pohonu (a jejich kombinací). Pod vodou pochopitelně nemůže nabírat vzduch, nelze tak použít spalovací motory – běží pouze ty elektrické, využívající energii z baterií (nabíjených zatímco je ponorka na hladině) nebo z malé elektrárny, pokud jde o jadernou ponorku. Pro vynoření se využijí menší nádrže se stlačeným vzduchem, které z vnějšího trupu vytlačí vodu a opět tak zvýší vztlakovou sílu, která ponorku vytlačí na hladinu.
Jednoduché, že?