Tại sao tàu ngầm có thể lặn xuống, nổi lên?

Tàu thông thường chỉ chạy trên mặt biển, còn tàu ngầm vừa có thể chạy trên mặt nước, vừa có thể lặn sâu xuống dưới biển. Bí mật nằm ở cấu tạo hai lớp vỏ của nó.

Bất kì vật thể nào ở trong nước, ngoài trọng lực kéo xuống, còn chịu một lực nâng lên của nước, gọi là sức đẩy.

Khi sức đẩy lớn hơn trọng lực, vật thể nổi lên; khi sức đẩy nhỏ hơn trọng lực, vật thể chìm xuống. Khi hai lực gần bằng nhau, vật thể có thể lơ lửng ở một độ sâu nhất định. Vì vậy, nếu điều chỉnh được sự chênh lệch giữa trọng lượng và sức đẩy của tàu ngầm, người ta có thể khiến nó chìm xuống hoặc nổi lên.

Thân tàu ngầm có thể tích gần như cố định, nên sức đẩy mà nó chịu trong nước cũng gần như không đổi. Muốn điều chỉnh sự chênh lệch ấy, cách chủ yếu là thay đổi trọng lượng của chính tàu.

Thân tàu ngầm gồm hai lớp vỏ trong và ngoài. Khoảng không giữa hai lớp vỏ được chia thành nhiều khoang chứa nước, mỗi khoang đều có van đưa nước vào và van xả nước ra.

Khi tàu ngầm đang nổi trên mặt nước và muốn lặn xuống, người ta mở van dẫn nước để nước biển tràn nhanh vào các khoang. Trọng lượng tàu tăng lên, khi vượt quá sức đẩy thì tàu bắt đầu chìm.

Khi tàu ngầm đang ở dưới nước và muốn nổi lên, người ta dùng không khí nén áp suất lớn đẩy nước trong các khoang ra ngoài qua van xả. Trọng lượng tàu giảm xuống, sức đẩy lớn hơn trọng lực, nên tàu nổi lên mặt nước.

Nếu tàu ngầm muốn chạy ở một độ sâu nhất định giữa mặt biển và đáy biển, người ta cho nước vào một phần khoang hoặc xả bớt nước ra để điều chỉnh trọng lượng, làm cho trọng lượng gần bằng sức đẩy. Nhờ đó, tàu có thể di chuyển ổn định ở những độ sâu khác nhau.