De flesta föremål som placeras i vatten eller luft gör bara en av två saker : Fall eller stiga . Utan ingripande , föremål visas i allmänhet antingen positiv eller negativ flytkraft . Människan har varit missnöjda med dessa begränsningar ända sedan människan började drömma om kontrollerad flygning och undervattensresor. Neutral flytkraft , där en flygande eller flytande farkoster varken stiger eller sjunker , men är fortfarande i ett tillstånd av jämvikt i luft eller vatten , var på dagordningen för praktiker och äventyrare både i århundraden . I modern tid har neutral flytkraft kommer att i första hand förverkligas i två hantverk: luftskepp och ubåtar . Arkimedes princip
3: e århundradet före Kristus, Archimedes teoretiserade att flytkraften som utövas på ett föremål som är lika med vikten av den mängd av fluid eller luft förskjuts av det objektet. Om densiteten av objektet är mindre än vikten av den vätska eller luft tränger stiger objektet. Om densiteten överskrider deplacement , sjunker det . Neutral flytkraft uppstår när densiteten och förskjutning är ungefär likvärdiga . I luft eller vatten , flyter en neutral flytkraft farkost i ett jämviktstillstånd , varken stiger eller sjunker .
Blimp Theory
Lättare än luft flygning var begränsad till okontrollerbara varmluftsballongertills motordrivna luftfartyg med stela ramar utvecklades i början av 20 -talet . Stora mängder väte krävdes för att tränga undan tillräckligt med luft för att lyfta de flytande jättar . På senare år har lättare, icke-stel luftskepp ersatte luftskepp . Ett luftskepp gas kuvertet är fylld med brännbar helium . Det genererar positiv flytkraft , eller hiss , vilket motsvarar vikten på luften den förskjuter . För att komma igång måste positiv flytkraft överstiga luftskepp ackumulerade vikt , inklusive dess gondol , motorer , kuvert och helium i kuvertet . Men om hissen är den enda kraft , skulle ett luftskepp helt enkelt stiga okontrollerat för tusentals meter , vilket kräver ventilering dyra helium för att kompensera flytkraften . Istället blimps balans lyftkraftmed negativ flytkraft genom att pumpa luft in och ut ur slutna fack inuti gas kuvertet kallas säckar . Addera luftskepp i Flight
luftskepp på marken först pumpa tillräckligt med luft i luftsäckar för att framkalla ett tillstånd av neutral flytkraft . En balans mellan lyft genereras av låg densitet helium och negativa flytkraft som orsakas av tyngre luft i luftsäckar . Ström från motorerna driver luftskepp i luften i en skarp vinkel . Ovanför huvudet, är neutral flytkraft upprätthålls för de flesta av luftskepp ter marschflygning . Om mer höjd önskas , är luft frigörs från säckar , tippa balansen till förmån för de mindre tät helium . När det är dags att stiga ned och mark , är tät luft pumpas tillbaka in i luftsäckar , skicka flytkraft i det negativa området och orsakar luftskepp att sjunka . Ett luftskepp berör oftast ner i ett tillstånd av något negativ flytkraft .
Ubåt Teori
Submarine designar datum till 1500-talet . Under det amerikanska inbördeskriget , en förbunds sub sjönk en unions skepp . Men en livskraftig , modern ubåt inte visas förrän efter första världskriget En ubåt flyter på vatten eftersom mängden vatten fördrivna överstiger tätheten av ihåliga kärl , generera flytkraft . Ubåtar utforska djupet genom att förändra den täthet med hjälp av barlasttankar och trimtankar. Tankarna är belägna mellan de inre och yttre skrov i ubåten .
Ubåtar i Water
En ubåt är i ett tillstånd av positiv flytkraft på ytan . För att dränka , ventilerar på ballasttankarna öppna, släppa in vatten i tankarna och inducerar negativ flytkraft . Som ubåten sjunker till det önskade djupet , kontrollerade mängder av komprimerad luft från ombordtankarpumpas tillbaka in i ballasttankarna som tvingar vatten ut ur tanken . Ett tillstånd av neutral flytkraft uppnås och under svävar på det djupet . Flytkraft i trimtankarnaär också justeras för att förändra och akter trim av ubåten och upprätthålla rakt och jämnt attityd . Till ytan , är komprimerad luft som förs in i ballasttankarna och vatten pressas ut , stegvis åter sub till ett tillstånd av positiv flytkraft och får den att stiga . Addera