Номер 45.7, страница 167 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 45. Тепловые двигатели. Глава 6. Тепловые явления - номер 45.7, страница 167.

45.7 [1132] Почему двигатели внутреннего сгорания не используются в подводной лодке при подводном плавании?

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) не используются на подводных лодках во время подводного плавания по двум основным причинам, связанным с фундаментальными принципами их работы.

Во-первых, для сжигания топлива в ДВС требуется постоянный приток большого количества кислорода (воздуха). Например, для сгорания 1 литра дизельного топлива необходимо около 15 тысяч литров воздуха. Когда подводная лодка находится под водой, она полностью изолирована от атмосферы. Использование воздуха из отсеков лодки для работы двигателя привело бы к его мгновенному расходованию, что сделало бы дыхание экипажа невозможным. Создавать на борту запас сжатого или сжиженного кислорода, достаточный для работы мощных дизельных двигателей в течение длительного времени, технически нецелесообразно из-за огромного веса и объема, который заняли бы емкости с кислородом.

Во-вторых, серьезной проблемой является отвод продуктов сгорания — выхлопных газов. Эти газы горячие, токсичные (содержат угарный газ CO) и занимают большой объем. Выбрасывать их внутрь герметичного корпуса лодки категорически нельзя, так как это приведет к гибели экипажа. Отвод газов за борт, в воду, также сопряжен с критическими трудностями:

• Потеря скрытности: Выходящие из лодки пузыри газа будут подниматься к поверхности, создавая видимый и легко обнаруживаемый след. Кроме того, процесс выталкивания газа в воду под давлением создает сильный шум. Таким образом, подводная лодка потеряла бы свое главное тактическое преимущество — скрытность.
• Технические сложности: Чтобы вытолкнуть выхлопные газы за борт, двигателю необходимо преодолеть высокое давление окружающей воды, которое растет с глубиной погружения. Это требует значительных дополнительных затрат энергии, что резко снижает КПД и мощность силовой установки.

Поэтому для движения под водой применяются другие типы энергоустановок. Классические дизель-электрические лодки используют дизели на поверхности для зарядки аккумуляторов, а под водой движутся на бесшумных электромоторах. Атомные подводные лодки используют ядерный реактор, который не требует кислорода для работы. Современные неатомные лодки могут оснащаться воздухонезависимыми энергетическими установками (ВНЭУ), которые также позволяют вырабатывать энергию без доступа к атмосферному воздуху, но делают это гораздо эффективнее и скрытнее, чем мог бы гипотетический подводный ДВС.

Ответ: Двигатели внутреннего сгорания не используются в подводной лодке при подводном плавании, так как для их работы необходимо огромное количество кислорода из атмосферы, а отвод большого объема выхлопных газов под водой невозможен без полной потери скрытности и сопряжен с большими техническими трудностями.