جدول المحتويات
كيف تستطيع الغواصة ان تطفو على سطح المحيط ؟، هو أحد الأسئلة المهمة في مادة العلوم، حيث إن خاصية الطفو لها العديد من التطبيقات العملية في حياتنا، فما هي هذه الخاصية، وكيف تسطيع الغواصة أن تطفو، كل هذا سيتم الإجابة عليه في مقالنا يالتفصيل الدقيق موضحين كافة المصطلحات المهمة للإجابة الدقيقة.
ما هي الغواصة
الغواصة هي عبارة عن قوارب ذاتية الدفع تحت الماء تم تصميمها وبناؤها لأداء العمليات تحت الماء لفترة زمنية محددة، و يتكون تصميم الغواصة من نظام بدن فردي أو مزدوج يضم جميع الأنظمة والقوى العاملة اللازمة لإكمال المهام، وكل هذا هو وصف بسيط للغاية لمنتج هندسي معقد للغاية، فالغواصة تستخدم لمجموعة واسعة من الأغراض مثل الأبحاث تحت الماء والإنقاذ تحت الماء وحرب الغواصات وغيرها الكثير من المهام التي تساعد الغواصات على انجازها، و تم إستعمال الغواصة لأول مرة على نطاق واسع أثناء الحرب العالمية الأولى لأغراض عسكرية، وتستخدم بشكل واسع في سلاح البحرية للدول العظمى كروسيا والولايات المتحدة وفرنسا والمملكة المتحدة.
ومؤخرًا تم تصنيع جيل جديد من الغواصات ذات التحكم الألي البعيد والتي لا تحتاج إلى بحارين لقيادتها ويستعمل هذا النوع المتطور من الغواصات للبحث في المياه العميقة جدا للبحث عن النفط أو عندما يكون العمق مصدر خطر على سلامة البحارة، كما و يعتقد أن أول غواصة صممت في عام 1620 ميلادي على يد الهولندى فون دريبل حيث صمم غواصة صغيرة لها 12 مجدافا غاصت في نهر التايمز على عمق 4.5 متر وسارت 15 ساعة متواصة، و مع مرور الوقت والتقدم العلمي أصبحت الغواصات تعمل بالطاقة النووية حيث تم في عام 1954 ميلادي ظهور الغواصة نوتيلوس وقد بلغ حجمها 103.3 متر طولاً و8.6 أمتار عرضاً وتستطيع الغوص لعمق 229.3 متر، و في عام 1958 ميلادي كانت الغواصة نوتيلوس أول غواصة تصل إلى القطب الشمالي.[1]
كيف تستطيع الغواصة ان تطفو على سطح المحيط
يمكن أن تطفو الغواصة لأن وزن الماء الذي تزيحه يساوي وزن الغواصة نفسها، و هذا يعني أن ضغط الغواصة التي تضغط لأسفل على الماء هو نفس ضغط الماء الذي يندفع على الغواصة، وإن هذه الظاهرة تسمى قوة الطفو، و تعمل قوة الطفو بنفس الطريقة على غواصة أو سفينة في البحر، ولكن تختلف الغواصة عن السفن الأخرى لأنها تستطيع التحكم في طفوها، هذا يعني أن قبطان الغواصة يمكنه أن يقرر متى يغرق في المحيط أو يعود إلى السطح، و من أجل التحكم في الطفو تعتمد الغواصة على خزانات خاصة يمكن ملؤها بالماء أو الهواء، فمثلا للعودة إلى السطح والطفو تمتلئ الخزانات بالهواء.
و هذا يجعل الغواصة أقل كثافة من الماء المحيط بها، مما يتسبب في طفو الغواصة على السطح، و عندما يقرر القبطان أن الوقت قد حان للغطس، يتم إطلاق الهواء من خلال فتحة تهوية، ويتم غمر الخزانات بالمياه، وهذا يجعل الغواصة أكثر كثافة من المياه المحيطة بها، مما يؤدي إلى غرقها او بمعنى أخر غوصها تحت الماء، قد يبدو العيش على غواصة ممتعاً، ولكن هناك تحديات للحياة تحت سطح البحر، تتضمن أكبر ثلاث مشكلات وهي:[2]
- الحفاظ على جودة الهواء.
- الحفاظ على إمدادات المياه العذبة.
- الحفاظ درجة الحرارة.
أهم أنواع الغواصات
يمكن تعداد بعض أنواع الغواصات التي نشأت على مر السنين وإدراجها على النحو التالي:[3]
- غواصات الإنقاذ الغاطسة العميقة.
تستخدم هذه الأنواع من الغواصات لعمليات الإنقاذ البحرية تحت الماء، و تستخدم هذه التكنولوجيا من الغواصات في الغالب في الولايات المتحدة، وقد تم تطويرها نتيجة للحادث البحري الذي أصاب حاملة الطائرات يو إس إس ثريشر في الستينيات، و على مر السنين امتد استخدام هذه الأنواع من الغواصات إلى دول أخرى في العالم أيضاً. - طوربيدات بشرية.
وهي عبارة عن غواصات تم استخدامها لقصف السفن البحرية بالصواريخ، و استخدمت على نطاق واسع من قبل القوات البحرية الإيطالية والبريطانية والمصرية واليونانية منذ الحرب العالمية الأولى. - غواصة الغطس في أعماق البحار.
هي غواصة تستخدم لأغراض أبحاث المياه العميقة، و يمكن تشغيلها يدوياً أو التحكم فيها من خلال العمليات الروبوتية. - الغواصة الشخصية.
تعرف أيضاً باسم الغواصة الترفيهية، والأنواع الشخصية من الغواصات هي التي تستخدم لأغراض ترفيهية أو بحثية، و تم إنشاء هذه الأنواع من الغواصات لأول مرة بواسطة جراهام هوكس في السبعينيات.
وفي الختام نؤكد على أهمية الغواصات في التطبيقات العلمية و العملية، و كما تعرفنا ايضاً كيف تستطيع الغواصة ان تطفو على سطح المحيط، وأهم استخدامات الغواصات و أنواعها.