잠수함의 구조와 원리를 알고 싶어요
실제로 잠수함을 타본 적은 없지만 방송이나 매스컴에서 잠수함이 물에 뜨고 가라앉고 하는 것을 많이 볼 수 있습니다 영화에서도 마찬가지고요 이런 잠수함에 구조와 원리가 알고 싶어요
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
구조
선체: 잠수함의 몸통으로, 물에 뜨지 않도록 밀폐되어 있습니다.
주포: 잠수함에서 사용되는 주무기로, 탄환을 발사하여 대상을 공격합니다.
추진장치: 잠수함의 이동을 위한 장치로, 전통적으로는 디젤 엔진이 사용되고 최근에는 핵원동기가 사용됩니다.
주행장치: 잠수함의 이동을 제어하는 장치로, 라더와 조타 페달 등이 있습니다.
전자 장비: 잠수함 내부에서 통신, 탐지, 지휘 등의 작전을 수행하기 위한 장비입니다.
원리
잠수함의 가장 중요한 원리는 부력과 중력의 균형을 유지하여 물에 뜨지 않도록 하는 것입니다. 이를 위해 선체 내부에는 공기를 채워 부력을 유지합니다.
잠수함은 추진장치를 이용해 이동합니다. 디젤 엔진을 사용하는 경우, 기본적으로 배터리가 충전되어 있는 상태에서 수중에서 작전을 수행합니다. 핵원동기를 사용하는 경우, 연료를 이용해 발생하는 열을 이용해 수소와 산소를 분리하는 전기화학반응을 통해 전기를 생성하여 작전을 수행합니다.
잠수함 내부에는 전자 장비가 장착되어 있으며, 통신, 탐지, 지휘 등의 작전을 수행합니다. 특히, 소나, 레이더, 초음파 등을 이용해 수중에서 상황을 파악하고 적의 위치를 추적합니다.
안녕하세요. 진정현 과학전문가입니다.
한 물체의 일부 또는 전부가 액체 속에 잠기면, 그 물체에 의해 밀려나온 액체의 중량과 크기가 같고 방향이 반대인 부력이 걸리게 되는 현상이 있습니다.
이를 잠수함에 접목시켜 공기탱크를 압력선체에 외부에 설치하여 물이 채워지면 잠수함의 무게가 부력과 같아지도록 조절하고, 수면으로 올라가기 위해서는 공기탱크내에 압축공기를 공급하여 떠오르게 하고 있습니다.
안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.
잠수함은 수중에서 움직이면서 공중에서 움직이는 것과는 매우 다른 원리와 구조를 가지고 있습니다. 일반적으로 잠수함의 구조는 다음과 같습니다.
선체: 잠수함의 바깥 부분을 감싸는 견고한 구조물입니다. 이는 물의 압력과 파도 등에 대한 저항을 견디기 위해 강철과 같은 강한 재료로 만들어집니다.
볼러스트: 잠수함이 수중에서 움직이기 위한 원동력입니다. 디젤 엔진, 전기 모터, 핵발전소 등 다양한 종류의 원동력이 사용됩니다.
배터리: 볼러스트 원동력을 공급하는데 필요한 전기를 제공합니다.
탱크: 잠수함이 수중으로 내려갈 때 물의 중력에 따라 잠수함의 무게가 증가하게 되는데, 탱크 내에 물을 넣어서 무게를 상쇄시켜 수중으로 내려갈 수 있습니다. 반대로 수면으로 올라올 때는 탱크 내의 물을 배출하여 무게를 줄이게 됩니다.
조종실: 잠수함의 움직임과 방향을 조종하는데 사용됩니다. 이 곳에서는 탱크를 조절하여 수중으로 내려갈지, 수면으로 올라올지 등을 결정합니다.
선내부: 잠수함의 크기와 형태에 따라 다양한 기능이 내장됩니다. 이에는 생활시설, 무기장비, 탐지장치, 통신시설, 통제장치 등이 포함됩니다
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 잠수함 내부에는 밸러스트 탱크가 있는데요. 이 탱크에 바닷물이 차고 빠지고를 하면서 잠수함이 가라앉고 뜨고 하는 것입니다. 밸러스트 탱크에 바닷물이 들어가면 공기가 빠져나가면서 선채가 무거워 져서 밀도가 커지면서 물에 가라앉게 되는 것이고, 밸러스트 탱크가 물을 내보내면서 공기가 차서 밀도가 작아지면서 뜨게 되는 것입니다.
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.
잠수함의 원리는 중력과 부력을 이용하여 잠수와 부상을 합니다.
잠수함의 앞과 뒷부분에 주부력 탱크에 바닷물을 채워서 잠수함의 중량을 조절하고 압축공기를 빼거나 불어 넣으면서 부력을 조절하여 잠수와 부상을 하는겁니다.
만일 바다 속으로 잠수하는 경우에는 주부력 탱크에 바닷물을 채워서 잠수함의 무게를 늘려 가라앉게 되는 것이고 물 속에서 떠올라야 할 경우에는 주부력 탱크에 압축 공기를 넣어 탱크 안의 바닷물을 배수시켜서 무게를 줄여 부력이 중력보다 커지게 될 때 잠수함은 바다 위쪽으로 떠오르게 됩니다.
잠수함의 구조는 일반적으로 함수와 중앙 함미로 구분합니다.
함수 부분은 음파로 적을 탐지하는 소나 장비와 침실, 어뢰를 발사하기 위한 어뢰 발사관등으로 구성되어 있습니다.
함 중앙 및 함수 하부의 축전지실은 무거워서 잠수함을 바로 서게 하는 역할을 하며 함의 중앙 부분은 전투 정보실과 함을 조종하는 조종실이 있습니다.
함미 부분은 기관실로 구성되어 있어 발전기 및 추진 모터 등의 장비가 설치되어 있습니다.
안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.
잠수함은 수상함과 달리 주로 수중에서 운용되도록 설계된 함정으로써 수상함과 같이 수면상에서 운행되다가 필요시 물속으로 잠수되어야 하는 특수한 함정이다. 잠수함의 잠수원리는 아르키메데스의 원리를 이용한 것으로 한 물체의 일부 또는 전부가 어떤 액체속에 잠겨 있으면 그 물체에 의해 밀려나온 액체의 중량과 크기가 같고 방향이 반대인 상항력(부력)이 그 물체에 걸리게 된다는 것이다.
즉, 잠수함은 비닷물속에 잠수되어 있을 때 잠수함의 압력선체(사람이 활동하고 장비가 탑재되는 밀폐된 공간)의 체적만큼 가벼워지는데 이 부력이 잠수함의 무게와 같을 때 잠수함은 바닷물속에서 뜨거나 가라앉지 않게 된다. 만약 이 상태에서 잠수함이 부력을 더 가지게 된다면 수면으로 떠오르게 될 것이다.
그림. 잠수 절차
1620년도의 초기 잠수 개념으로는 밀폐된 함정내에 가죽 격벽을 사용, 안쪽으로 이동시킴으로써 현측에 뚫린 관통구를 통하여 물을 유입시켜 배를 무겁게 하여 잠수시키고 나사를 이용, 가죽 격벽을 밀어냄으로써 무게를 줄여서 부력을 가지도록 하였었다.
현대 잠수함에서는 그림에서 보는 바와 같이 주로 공기탱크를 압력선체 외부에 설치하여 공기탱크내에 물이 채워졌을 때 잠수함의 무게가 부력과 같아지도록 조정하고 수면으로 부상하기 위하여는 공기탱크내에 압축공기를 공급하도록 하고 있다.
따라서 잠수는 공기탱크 내의 공기를 밖으로 배출할 수 있도록 공기탱크 상부에 있는 차단밸브를 열어서 이루어지며 이때 자유 충수구로 바닷물이 유입되어 공기탱크를 채우게 된다.
차단밸브의 개폐와 공기 탱크내로의 압축공기 공급은 압력선체내에서 조작한다. 잠수함에 승선 인원 또는 장비가 추가되어 무거워질 경우 무거워진 만큼의 무게를 보상하기 위한 물탱크를 별도로 압력선체내에 설치하여 물탱크내의 물을 함외로 배출하여 무거워진 무게를 조정한다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 잠수함은 수중에서 작전을 수행할 수 있는 군용 선박입니다. 기본적으로 잠수함은 선체, 동력 시스템, 내부 공기 시스템, 무기, 센서 및 통신 시스템 등으로 구성됩니다.
잠수함의 선체는 물속에서 수중 정찰과 공격을 수행할 수 있도록 설계되어 있습니다. 대부분의 잠수함은 원형이나 타원형 선체를 가지며, 표면 위에서는 크기와 모양이 비슷한 항해함과 비슷하지만 수중에서는 동작 방식과 기능이 완전히 다릅니다.
잠수함의 동력 시스템은 전기, 디젤 또는 핵 열원 등을 이용합니다. 핵 잠수함은 핵 연료를 사용하여 전기를 생산하는 원자로를 사용하므로 기존 디젤 잠수함에 비해 훨씬 더 오랜 시간 수중에 머물 수 있습니다.
잠수함은 내부 공기 시스템을 사용하여 수중에서 호흡 가능한 공기를 제공합니다. 이러한 시스템은 선내에서 공기를 제거하고, 이산화탄소를 처리하며, 산소를 생성하는 역할을 수행합니다.
잠수함의 무기는 대부분 어뢰입니다. 어뢰는 잠수함에서 대표적인 무기로, 적의 함선이나 잠수함 등을 공격할 수 있습니다. 잠수함은 또한 기관총, 어뢰 발사관, 토끼탄 발사기, 토끼탄, 유도 미사일 등 다양한 무기 시스템을 장착할 수 있습니다.
잠수함은 센서 및 통신 시스템을 사용하여 수중에서 상황을 모니터링합니다. 이러한 시스템은 잠수함의 위치, 주변 환경, 적의 위치 등을 파악하는 데 중요한 역할을 합니다.
요약하자면, 잠수함은 수중에서 작전을 수행할 수 있는 군용 선박으로, 선체, 동력 시스템, 내부 공기 시스템, 무기, 센서 및 통신 시스템 등으로 구성됩니다. 잠수함은 수중에서 작전을 수행하므로 항해함과는 구조 및 운용 방식에서 차이가 있습니다.
안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.
구조
잠수함은 크게 선체, 발전기, 펌프, 재생산 시스템, 주행장치, 통신 장비 등으로 구성됩니다. 선체는 수중에서 안정적인 움직임과 수중에서의 기능 수행을 위해 설계됩니다. 발전기는 전력을 생산하기 위한 역할을 하며, 펌프는 잠수와 재생산 시스템에 필요한 물의 움직임을 만드는데 사용됩니다. 재생산 시스템은 잠수함 내부의 공기를 청소하고, 산소를 생성하여 잠수를 지속적으로 유지할 수 있도록 합니다. 주행장치는 잠수함을 움직이는데 사용되며, 통신 장비는 외부와의 통신을 가능하게 합니다.
원리
잠수함은 물 밖과 안쪽의 압력 차이를 이용하여 잠수합니다. 물 밖의 기압과 물 안쪽의 압력 차이를 이용하여 잠수함은 물속으로 이동하며, 이러한 압력 차이로 인해 잠수함 내부의 공기 압력이 일정하게 유지됩니다. 잠수함은 물속에서 이동할 때 내부와 외부 간의 압력 차이를 조절하기 위한 기술적 장치가 장착되어 있습니다.
잠수함은 주로 디젤 엔진, 전기 모터, 원자로 등의 발전기로 발전된 전기를 이용하여 주행하는데, 원자로는 전력을 무제한으로 생산할 수 있어 장시간 잠수가 가능합니다. 잠수함의 주행장치는 직류 전기모터와 프로펠러를 사용하여 물속에서 이동합니다. 프로펠러는 방향과 속도를 조절하여 주행을 가능하게 합니다.