잠수함은 어떤원리로 물에 잘잠기고 깊은 수심에도 멀쩡한가요

Question

잠수함은 어떻게 깊은물속에서 잠수할수있는지 수압은 어떻게견디는지, 그리고 연료는 무엇으로 쓰는건지 궁금합니다. 그리고 잠수함은 언제 올라오나요? 잠수함에서 하루종일 근무하나요?

Answer 1

잠수함이 물속을 자유롭게 오르내리고 나아가는 원리는 크게 부력 조절, 수평·수직 이동(잠수키), 그리고 내압 설계로 나뉩니다.

<잠수와 부상의 핵심: 주배수탱크>

잠수함 내부에는 바라스트 탱크(주배수탱크)라는 공기/물 저장 공간이 있습니다. 이 탱크에 물을 채우거나 빼서 무게를 조절합니다.

잠수할 때 (하강)

탱크 상단의 밸브를 열어 공기를 배출하고, 하단의 구멍으로 바닷물을 가득 채웁니다. 잠수함의 무게(중력)가 부력보다 커지면서 물밑으로 가라앉습니다.

부상할 때 (상승)

고압 공기통에 저장해둔 압축공기를 탱크 안으로 강하게 밀어 넣습니다. 공기의 압력으로 바닷물이 밖으로 빠져나가면서 잠수함이 가벼워지고, 부력이 중력보다 커지면서 수면 위로 떠오릅니다.

중성 부력 (수중 정지)

잠수함의 무게와 부력이 정확히 같아지도록 탱크 안의 물량을 조절하면 물속 특정 깊이에서 떠 있거나 가라앉지 않고 그대로 유지됩니다.

<수중에서의 방향 조절: 잠수타>

원하는 깊이로 빠르게 이동하거나 각도를 변경할 때는 키와 날개 형태의 잠수타를 활용합니다.

비행기 날개가 공기의 흐름을 이용해 양력을 얻듯, 잠수함이 스크루 추진력으로 전진할 때 잠수타의 각도를 조절해 물의 저항으로 선체를 위나 아래로 기울입니다.

<엄청난 수압을 견디는 원리: 원통형 내압선체>

수심이 깊어질수록 수압이 제곱으로 증가합니다. 잠수함은 이 엄청난 압력을 견디기 위해 구조적으로 특수 설계되어 있습니다.

원통형/구형 구조: 압력을 모든 방향에서 균일하게 분산시키기 위해 직사각형이 아닌 원통형 구조로 만듭니다.

이중 선체: 승조원이 거주하는 단단한 내압선체 외부에, 물과 공기가 오가는 바라스트 탱크를 포함한 외압선체를 덮는 이중 구조를 자주 사용합니다.

Answer 2

저도 궁금해서 네이버 검색 해보았는데요

잠수할 때는 밸러스트 탱크에 물을 채워 무게를 늘리고

반대로 올라올 때는 압축공기로 물을 빼서 다시 떠오르는 방식이래요

깊은 바닷속 수압을 버티는 비결은 두꺼운 내압 선체인데요

원형에 가까운 구조로 만들어 압력을 고르게 분산시키고, 특수 강철 같은 강한 재료를 사용한데요

연료는 종류에 따라 다른데, 일반 잠수함은 데젤 엔진과 배터리를 사용하고

원자력 잠수함은 원자로를 이용해 오랜 기간 작전이 가능하다고 하네요

잠수함 승조원들은 며칠~수개월 동안 내부에서 생활하며 근무하고

임무가 끝나거나 보급장비가 필요할 때 수면 위로 올라온다고 합니다