잠수정

Submersible
스크립스 해양학 연구소의 은퇴한 현대 잠수정 스타 III

잠수정은 더 큰 수상 우주선이나 플랫폼에 의해 운송되고 지지되어야 하는 수중 운송수단입니다.이는 잠수정이 해상에서 자주적으로 작전을 수행할 수 있는 자립형 잠수함과 구별됩니다.[1]

사람이 사용하는 차량(HOV)과 무인 선박을 포함한 다양한 종류의 잠수정이 있으며,[2] 이는 원격 조작 차량(ROV) 또는 무인 수중 차량(UV)으로 다양하게 알려져 있습니다.잠수정은 해양학, 수중 고고학, 해양 탐험, 관광, 장비 유지 및 복구, 수중 비디오 촬영 등 많은 용도를 가지고 있습니다.[3]

역사

참고 항목:해저 § 역사

최초로 기록된 자주식 수중 선박은 윌리엄 본 (c. 1535–1582)이 구상하고 1620년 네덜란드 발명가 코넬리스 드렙벨이 설계하고 건조한 소형 노 동력 잠수함으로, 이후 4년 동안 두 가지 개선된 버전이 더 만들어졌습니다.[4]현대의 설명에 따르면 최종 모델은 킹 제임스 1세에게 직접 시연되었다고 합니다. 킹 제임스 1세는 테스트 다이빙을 위해 탑승했을 수도 있습니다.[5][4]부시넬 거북이가 있기 전까지는 더 이상의 잠수정은 없었던 것으로 보입니다.

전쟁에 사용된 최초의 잠수정은 1775년 미국 발명가 데이비드 부시넬에 의해 미국 독립전쟁 동안 적함에 폭발적인 돌격을 가하기 위한 수단으로 설계되고 만들어졌습니다.부시넬의 거북이라고 불리는 이 장치는 나무와 황동으로 된 타원형 모양의 그릇이었습니다.물을 채워 잠수한 뒤 핸드펌프를 이용해 물을 비운 뒤 수면으로 되돌아오는 방식이었습니다.그 조작자는 수중에서 수직 또는 측면으로 움직이기 위해 두 개의 손으로 갈라진 프로펠러를 사용했습니다.그 차량은 위에 작은 유리 창문을 가지고 있었고 어둠 속에서도 읽을 수 있도록 악기에 자연광이 나는 나무가[clarification needed] 부착되어 있었습니다.[citation needed]

부시넬의 거북이는 1776년 9월 7일 뉴욕항에서 영국의 기함 HMS 이글을 공격하기 위해 처음 실전에 투입되었습니다.당시 차량을 운전한 에즈라 리 경사.이 씨는 거북이를 이글호 선체 아래쪽으로 데려오는데 성공했지만 강한 물살 때문에 전하를 붙이지는 못했습니다.[citation needed]

작동

크기와는 별개로, "잠수함"과 "잠수함"의 주요 기술적 차이점은 잠수함이 완전한 자율성을 갖지 못하고 전력과 호흡 가스의 보충을 위해 지원 시설이나 선박에 의존할 수 있다는 것입니다.잠수정은 일반적으로 더 짧은 항속거리를 가지며, 대부분의 잠수정이 표면에서 거의 기능을 하지 않기 때문에 주로 수중에서 작동합니다.[citation needed]일부 잠수정은 "테더" 또는 "우물선"에서 작동하며, 텐더(잠수함, 수상 선박 또는 플랫폼)에 연결되어 있습니다.잠수정들은 수면 아래 10km 이상까지 잠수할 수 있었습니다.

잠수정은 상대적으로 작을 수 있고, 적은 인원만 수용할 수 있으며, 생활 시설이 없습니다.

잠수정은 프로펠러 나사나 펌프 제트를 통해 이동성이 매우 뛰어납니다.

테크놀러지스

잠수정 설계에 사용되는 다양한 기본 기술.

대기압

지구의 대기는 물이 무게 때문에 압력을 가하는 것과 비슷하게 표면에 압력을 가합니다.그러나 물과 달리 대기는 가스로 구성되어 있기 때문에 압축이 가능합니다.따라서 대기의 밀도는 해수면에서 가장 높은 밀도를 나타내면서 높이에 따라 달라집니다.그 결과 해수면에서는 최대기압이 발생하며, 고도가 높아짐에 따라 점차 감소합니다.

대기압을 계산하기 위해 높이 10m의 바닷물 기둥이 작용하는 압력을 고려합니다.평균 조건에서 대기는 이러한 기둥을 지탱할 수 있으며, 이로 인해 대기압은 제곱미터당 103,000뉴턴(N/m2)이 됩니다.

게이지 압력과 절대 압력 수중에서 경험한 가스 압력을 포함하여 가스 압력을 측정할 때 게이지 압력과 절대 압력은 이해해야 할 필수 개념입니다.

a. 게이지 압력: 일반적으로 게이지가 대기압에 있을 때 압력 게이지가 0으로 측정되도록 보정됩니다.이 게이지는 측정된 압력과 대기압 사이의 "압력 차이"만 기록합니다.잠수부가 수중에서 이러한 게이지를 사용한다면, 그것은 물이 작용하는 압력만을 나타낼 것입니다.예를 들어, 게이지가 120을 측정할 경우, 측정된 압력은 실제로 대기압보다 120 bar 높은 121 bar에 해당합니다.

b. 절대 압력: 다이버가 표면 아래로 내려오기 전에 대기압을 나타내는 1bar 또는 103000n/m2의 압력을 이미 받고 있습니다.다이버가 하강할 때마다 다이버에 가해지는 압력은 1미터 깊이마다 0.1바씩 증가합니다.특정 깊이에서 다이버에 가해지는 총 압력은 해당 깊이에서 물의 압력과 대기압의 합입니다.이러한 총 압력을 절대 압력이라고 하며, 관계식은 다음과 같습니다.

절대압력(bar abs) = 게이지 압력(bar) + 대기압(1bar)

절대 압력을 계산하려면 같은 단위를 사용하여 기압을 게이지 압력에 추가합니다.다이빙 계산에서는 압력보다는 깊이를 가지고 작업하는 것이 편리한 경우가 많습니다.이런 맥락에서 대기압은 깊이 10미터에 해당하는 것으로 간주됩니다.절대깊이(m) = 게이지 깊이(m) + 10 m

깊이 측정 : 압력 모니터링 장치

깊이의 선형 측정보다는 다이버가 경험하는 압력을 고려하는 것이 중요합니다.잠수의 깊이 측정은 물의 밀도 변화를 극복하기 위해 표준화되어 있습니다.

수중 또는 압축실에서 다이버의 깊이를 정확하게 표현하기 위해서는 측정값이 미터(m) 단위여야 합니다.10미터 깊이의 변화는 1바의 압력 변화에 해당합니다.혼동을 피하고 일관된 깊이 측정을 보장하기 위해 "해수 계량기"(msw) 단위를 사용해서는 안 됩니다.

참고: 1bar의 압력 변화에 대한 깊이 10m의 변화는 1012.72kg/m의 물 밀도에 해당합니다.

단일 대기 잠수정은 표면 대기압으로 내부 압력이 유지되는 압력 선체를 가지고 있습니다.이를 위해서는 선체가 내부 압력보다 몇 배 이상 클 수 있는 외부 물의 주변 정수압을 견딜 수 있어야 합니다.

주변 압력 잠수정이라고 불리는 또 다른 기술은 선박 내부와 외부에서 같은 압력을 유지합니다.내부는 외부 압력의 균형을 맞추기 위한 압력으로 공기가 채워져 있어 선체가 압력 차이를 견뎌낼 필요가 없습니다.

세 번째 기술은 "습식 서브"로, 밀폐될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있는 차량을 말하지만 어느 경우든 내부에 물이 범람하기 때문에 선원들이 수중 호흡 장비를 사용합니다.이것은 다이버들에 의해 운반되는 스쿠버일 수도 있고, 선박에 의해 운반되는 스쿠버일 수도 있습니다.

부유의 과학을 이해하기

액체가 채워진 용기에 물체가 잠기면 액체의 수위가 높아집니다.이 흥미로운 현상은 물체가 액체를 밀어내고 바깥으로 밀어내기 때문에 발생합니다.물체가 액체와 접촉하기 전에, 물체는 평형 상태로 빠져나가고, 위의 액체의 무게는 위로 추진력이라고 불리는 상승하는 힘에 의해 균형을 잡게 됩니다.

그러나, 일단 물체가 부분적으로 잠기면, 이전에 변위된 물의 무게에 대항했던 업 추진력이 물체 자체에 작용하기 시작합니다.따라서 액체 속에 잠겨 있는 물체들은 이 부력에 의해 무게가 덜 나가는 것처럼 보입니다.대체된 액체의 양과 그로 인한 상승 추력 사이의 이 매혹적인 관계는 아르키메데스의 원리로 알려져 있습니다.

"물체가 전체 또는 부분적으로 액체 속에 잠겨 있을 때, 그 물체가 받는 위쪽 thrust은 변위된 액체의 무게와 같습니다."

부력은 물체가 액체 속에 떠 있는지 가라앉는지를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.무게와 추진력의 상대적 크기에 따라 결과가 결정되며 세 가지 가능한 시나리오로 이어집니다.

부정 부력: 물체의 무게가 상승 경험보다 클 때(액체의 무게), 물체가 가라앉습니다.

중립 부력: 물체의 무게가 상승 추력과 같다면, 가라앉거나 떠다니지 않고 현재 위치에 남습니다.

긍정적 부력: 물체의 무게가 상승 추력보다 작을 때, 물체는 상승하고 떠다닙니다.액체 표면에 도달하면 액체에서 나와 교체된 액체의 무게를 줄이고 결과적으로 상승 추력을 낮춥니다.결국, 감소된 업-스러스트는 물체의 무게의 균형을 유지하여, 물체가 평형 상태로 뜰 수 있게 합니다.

부력조절

수중에서 작동하는 동안 잠수정은 일반적으로 중성 부력을 가지지만 수직 운동을 촉진하기 위해 양 또는 음의 부력을 사용할 수 있습니다.음의 부력은 또한 때때로 선박을 바닥에 안착시키는데 유용할 수 있고, 선박을 표면에 띄우기 위해서는 양의 부력이 필요합니다.미세한 부력 조정은 하나 이상의 가변 부력 압력 용기를 트림 탱크로 사용하여 수행될 수 있으며, 표면 또는 그 근처에서 부력의 총체적인 변화는 수중 작업 중에 완전히 침수되는 주변 압력 밸러스트 탱크를 사용할 수 있습니다.일부 잠수정은 모든 동력이 손실되어도 선박이 다시 수면으로 떠오를 수 있을 정도로 충분히 부력을 갖게 하거나 수직으로 더 빠르게 이동할 수 있도록 비상시 깊이에서 방출될 수 있는 고밀도 외부 밸러스트를 사용합니다.

잠수정

주요 기사:심해저 차량
Icineu 3는 대형 반구형 아크릴 유리 뷰포트를 갖춘 승무원 잠수정으로 1,200m(3,900ft) 깊이까지 도달할 수 있습니다.

몇몇 잠수정들은 아주 깊은 곳까지 잠수할 수 있었습니다.배시스카페 트리에스테는 1960년 마리아나 해구 바닥에서 거의 11 km (36,000 피트) 아래 바다의 가장 깊은 부분에 처음으로 도달했습니다.[citation needed]

중국은 2002년 자오룽 프로젝트로 미국, 프랑스, 러시아, 일본에 이어 5번째로 해수면 3500m 아래에 사람을 보낸 나라입니다.2012년 6월 22일, 자오룽 잠수함은 3명의 잠수함이 태평양 6,963 미터 (22,844 피트) 아래로 내려왔을 때 국가 소유 선박으로 딥 다이빙 기록을 세웠습니다.[7]

가장 잘 알려져 있고 가장 오랫동안 운영되고 있는 잠수정 중 하나는 심해 연구선 DSV Alvin으로, 3명이 최대 4,500 미터(14,800 피트) 깊이까지 데려다 줍니다.앨빈은 미국 해군이 소유하고 있고 WHOI가 운영하고 있으며 2011년 현재 4,400번 이상의 잠수를 했습니다.[8]

제임스 카메론은 2012년 3월 26일 마리아나 해구의 가장 깊은 곳으로 알려진 챌린저 딥의 바닥으로 기록적인 승무원 잠수를 했습니다.캐머런의 잠수함은 딥시 챌린저(Deepsea Challenger)로 명명되었으며 깊이는 10,908 미터(35,787 피트)에 달했습니다.[9]

상업용 잠수정

Triton Submaries, LLC. SEAmagine Hydrospace, Sub Aviator Systems (또는 'SAS'), 네덜란드에 본사를 둔 U-boat Worx와 같은 민간 기업들은 관광, 탐험 및 모험 여행을 위한 소형 잠수정을 개발했습니다.British Columbia에 있는 Sportsub이라는 캐나다 회사는 1986년부터 개방형 바닥 디자인(부분적으로 물에 잠긴 콕핏)으로 개인 레저용 잠수정을 만들고 있습니다.[10][11][12][13]

개인 소유의 미국 회사인 오션게이트도 잠수정 제작에 참여했지만, 그 회사의 최신 잠수정이 생존자 없이 물속에 가라앉으면서 정밀 조사를 받았습니다.[14]

MROVs

"해양 원격 조작 차량" 또는 MROV라고 불리는 소형 무인 잠수정은 오늘날 잠수부들에게 너무 깊거나 너무 위험한 물에서 작업하는 데 널리 사용되고 있습니다.

원격조종차량(ROV)은 해상 석유 플랫폼을 수리하고 침몰한 선박에 케이블을 부착하여 인양합니다.이러한 원격 조작 차량은 탯줄(전력과 통신을 제공하는 두꺼운 케이블)에 의해 선박의 관제 센터에 부착됩니다.배에 있는 조작자는 ROV에서 다시 전송된 비디오 및/또는 음파 탐지기 이미지를 보고 추진기와 조작기 암을 원격으로 제어합니다.타이타닉호의 난파선은 승무원이 탄 선박뿐만 아니라 그러한 차량에 의해서도 탐사되었습니다.[citation needed]

참고 항목

원천

  1. ^ Widder, Edith. "Dr. Edith A. Widder: Video Transcript". NOAA Ocean Exploration. Retrieved 22 June 2023.
  2. ^ "Observation Platforms: Submersibles". NOAA Ocean Exploration. Retrieved 22 June 2023.
  3. ^ 해양 전초기지: 물속에 사는 인간들의 미래, 에릭 시드하우스.2010. 해양 전초기지: 물속에 사는 인간의 미래 - 에릭 시드하우스 - 구글 북스 아카이브 2018-05-27, 웨이백 머신
  4. ^ a b 콘스탐 (2013).
  5. ^ "King James VI and I". Royal.gov.uk. Archived from the original on December 3, 2008. Retrieved 2010-08-06.
  6. ^ Haider, Muhammad Zayyan. "The Diving Explorer". www.divingskeleton.com/. m z haider. Retrieved 3 July 2023. {{cite web}}:에외부 링크 ref=(도움말)
  7. ^ Andrea Mustain (22 June 2012). "China Breaks Deep-Sea Diving Record". LifeScience. Archived from the original on 5 April 2014. Retrieved 15 April 2014.
  8. ^ "Human Occupied Vehicle Alvin". NDSF Vehicles. Woods Hole Oceanographic Institution. Archived from the original on 3 January 2012. Retrieved 27 November 2011.
  9. ^ "Deepsea Challenge Facts at a Glance". Deepsea Challenge (National Geographic). Archived from the original on June 25, 2014. Retrieved June 29, 2014.
  10. ^ Jeff Wise (18 December 2009). "3 Contenders in the Race for the Perfect Personal Submarine". Popular Mechanics. Archived from the original on 25 May 2012. Retrieved 26 November 2011.
  11. ^ Parag Deulgaonkar (26 November 2011). "UAE firms, residents take fancy to $1m mini-submersible". Emirates 24/7. Retrieved 26 November 2011.
  12. ^ Jonathan Tagliabue (2 October 2007). "For the Yachting Class, the Latest Amenity Can Take Flight". New York Times. Archived from the original on 4 February 2012. Retrieved 26 November 2011.
  13. ^ Ben Coxworth (10 October 2011). "U‐Boat Worx makes its mini-submersibles available for private charter". GizMag. Archived from the original on 27 November 2011. Retrieved 26 November 2011.
  14. ^ "Debris from missing Titanic submersible found, passengers presumed dead". NBC News.

외부 링크

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