La plupart des objets placés dans l'eau ou l'air ne font que de deux choses: l'automne ou en hausse. Sans intervention, les objets présentent généralement une flottabilité positive ou négative. Les humains ont été insatisfaits de ces limites depuis que l'homme a commencé à rêver de vol contrôlé et voyages sous-marins. flottabilité neutre, dans lequel un engin volant ou flottant ne monte ni puits, mais reste dans un état d'équilibre dans l'air ou l'eau, était à l'ordre du jour de expérimentateurs et aventuriers depuis des siècles. Dans les temps modernes, la flottabilité neutre a porté ses fruits principalement dans deux embarcations: dirigeables et des sous-marins.
Principe d'Archimède
Dans le 3ème siècle avant JC, Archimède a théorisé que la force de flottabilité exercée sur un objet est égal au poids de la quantité de fluide ou de l'air déplacé par cet objet. Si la densité de l'objet est inférieur au poids du fluide ou de l'air qu'il déplace l'objet augmente. Si la densité dépasse le poids de déplacement, il coule. flottabilité neutre se produit lorsque la densité et le déplacement sont à peu près équivalents. Dans l'air ou l'eau, une embarcation de flottabilité neutre flotte dans un état d'équilibre, ni la hausse ni couler.
Théorie Blimp
vol plus légers que l'air a été limitée à des ballons à air chaud incontrôlables jusqu'à dirigeables alimentés avec des cadres rigides ont évolué au début du 20ème siècle. De grandes quantités d'hydrogène ont été nécessaires pour déplacer assez d'air pour soulever les mastodontes flottants. Ces dernières années, plus légers, dirigeables non rigides ont supplanté les dirigeables. l'enveloppe de gaz Un dirigeable est rempli d'hélium inflammable. Il génère une flottabilité positive, ou l'ascenseur, ce qui équivaut au poids de l'air qu'il déplace. Pour décoller, une flottabilité positive doit dépasser le poids cumulatif du dirigeable, y compris sa gondole, les moteurs, l'enveloppe et l'hélium dans l'enveloppe. Mais si un ascenseur est la seule force, un dirigeable serait tout simplement monter incontrôlable pour des milliers de pieds, ce qui nécessite de ventilation hélium coûteux pour compenser la flottabilité. Au lieu de cela, dirigeables force de portance de l'équilibre avec une flottabilité négative par pompage de l'air dans et hors des compartiments étanches à l'intérieur de l'enveloppe de gaz appelé ballonnets.
Blimps en vol
Blimps sur le terrain première pompe air suffisante dans les ballonnets pour induire un état de flottabilité neutre. Un équilibre entre portance générée par l'hélium basse densité et la flottabilité négative causée par l'air plus lourd dans les ballonnets. Puissance des moteurs propulse le dirigeable dans l'air à un angle aigu. Aloft, flottabilité neutre est maintenue pour la plupart du vol de croisière du dirigeable. Si plus d'altitude est souhaitée, l'air est libéré des ballonnets, basculer l'équilibre en faveur de l'hélium moins dense. Quand il est temps de descendre et de la terre, l'air dense est pompée dans les ballonnets, l'envoi de la flottabilité dans la plage négative et provoquant le dirigeable à couler. Un dirigeable touche généralement dans un état de flottabilité légèrement négative.
Théorie des sous-marins
Submarine date des années 1500. conçoit. Pendant la guerre civile américaine, un sous confédéré a coulé un navire de l'Union. Mais, un sous-marin moderne viable ne semble pas qu'après la Première Guerre mondiale Un sous-marin flotte sur l'eau, car la quantité d'eau déplacée dépasse la densité du récipient creux, générant la flottabilité. Submarines explorer les profondeurs en changeant cette densité par l'utilisation de citernes de ballast et des réservoirs de finition. Les réservoirs sont situés entre les coques intérieure et extérieure du sous-marin.
Submarines dans l'eau
Un sous-marin est dans un état de flottabilité positive sur la surface. Pour plonger, des évents sur les citernes de ballast ouvertes, admission d'eau dans les réservoirs et d'induire une flottabilité négative. Comme le sous-marin coule à la profondeur désirée, des quantités contrôlées d'air comprimé provenant des réservoirs à bord sont pompées de nouveau dans les citernes de ballast, forçant l'eau hors du réservoir. Un état de flottabilité neutre est atteint et le sous plane à cette profondeur. Flottabilité dans les réservoirs de finition est également ajustée pour modifier l'avant et la garniture arrière du sous-marin et de maintenir droite et l'attitude de niveau. Pour la surface, l'air comprimé est introduit dans les citernes de ballast et de l'eau est forcé à sortir, par incréments de retour sous un état de flottabilité positive et en l'amenant à la hausse.