Сколько весит подводная лодка в подводном положении?

В подводном положении, если лодка не лежит на грунте, не погружается, не всплывает и не двигается в слое воды, ее вес равен нулю (слой нулевой плавучести). Из этого состояния, не принимая и не отдавая забортную воду, лодка может маневрировать по вертикали используя вертикальные рули и скорость, включив двигатели. При подъеме от слоя нулевой плавучести, ее вес увеличивается, при погружении - уменьшается. Подъем и погружение с принятием или отдачей забортной воды, позволяет ей погружаться или всплывать без поступательного движения, за счет веса принимаемой или отдаваемой воды и забортного давления. Отдавая воду, лодка приобретает положительную плавучесть, ее вес уменьшается, лодка всплывает и наоборот. Таким образом, вес лодки в подводном положении, является динамической характеристикой, зависящей от давления данной глубины и объема принятой забортной воды на момент времени.

Сколько весит подводная лодка в подводном положении…

Не получив вразумительного ответа, решила проконсультироваться, по случаю, у «знакомого» подводника.

Над «чудесами» типа «отрицательного веса» и «слоя нулевой плавучести» он от души посмеялся, но для решения вопроса по существу, рекомендовал прочитать несколько страничек из книжки со страшным названием «Теория подводной лодки».

И вот собственно что выяснилось:

На подводную лодку, плавающую в воде, собственно как и на любое тело, погруженное в воду, среди прочих разных сил, действуют две главные – сила тяжести и выталкивающая сила.

Сила тяжести - сила, с которой подводная лодка (её составные части и находящиеся в ней грузы) притягивается к Земле. Место её приложения в центре масс, который называется центром тяжести и обозначается буквой G, а измеряется в тонна-силах.

Многие силу тяжести путают с весом. Силы тяжести и веса различны по своей природе. Вес – сила, с которой тело (любое, в том числе и подводная лодка) давит на опору в точке или точках контакта. Сила тяжести относится к силам тяготения, а сила веса – к силам упругой деформации. В подводном положении сила веса оказывает равномерное давление на всю поверхность корпуса с любой его стороны. Векторы сил веса взаимно компенсируют друг друга, и именно поэтому вес подводной лодки в подводном положении равен НУЛЮ – ни больше и не меньше. Однако лишь в частном случае, когда подводная лодка неподвижна в спокойной воде, сила тяжести численно равна весу подводной лодки.

Выталкивающая сила - равнодействующая сил гидростатического давления воды, которые направлены по нормали к наружной поверхности корпуса лодки, и пропорциональны глубине её погружения Н. Горизонтальные составляющие сил гидростатического давления компенсируют друг друга. Разность вертикальных сил, обусловленная вертикальным размером корпуса лодки, определяет величину выталкивающей силы (силы плавучести) D. Выталкивающая сила всегда направлена вертикально и приложена в точке С, которая называется Центром Величины.

Для того чтобы подводная лодка всплывала или погружалась, находясь в подводном положении, необходимо обеспечить некоторую разность абсолютных величин выталкивающей силы и силы тяжести. Для этого на ней применяются различные «фишки». Эти «фишки» в зависимости от необходимости и обеспечивают либо равенство сил тяжести и поддержания, либо превышение одной над другой. Одной из таких «фишек», обеспечивающих равенство сил тяжести и поддержания при остановленных главных двигателях подводной лодки, является «система стабилизации глубины без хода». Именно она, набирая или откачивая воду из специальной цистерны, автоматически удерживает подводную лодку на заданной глубине. Именно в случае, когда лодка с остановленными главными двигателями в подводном положении не погружается и не всплывает её удельный вес равен удельному весу воды в том месте где она находится.

Если лодка покоится или идет горизонтальным курсом, то она имеет нулевой вес. Если снижается, то ее вес положительный, немного больше нуля, но гораздо меньше ее веса на суше. Если она в процессе всплытия, то ее вес отрицательный.

Реальный вес минус вес вытесненной ею воды.

Но зависит и от глубины погружения и сжимаемости ее конструкции. Зависит от солёности воды и ее температуры.

Плюс вес воды в балластных цистернах.