蒸気機関を使って挑戦者を征服する方法は?

蒸気機関が発明されている間、市長は、地球上の最も深く濡れた場所、挑戦者の深いところに旗を掲げることを発表して、再び町を人気かつ活気づけることにしました。その結果、多くの来場者、記者、エンジニア、投資家が世界各地から驚異的なイベントを目の当たりにした。締め切りは数カ月で、純金金額は0.001トンしかなかった。世界の最高の人材が、有人潜水艦地球上の最も低い地点を征服するためだけに蒸気機関で動力を供給していますか?すばやく圧力が上がり、それを証明する方法は?

ベストアンサー

概要

深いところまで行く蒸気動力潜水艦の主な問題点の1つは、蒸気動力は燃焼に過剰の酸素を必要とすることです。当時の最先端の技術として圧縮空気システムが開発されていましたが、状況はわずかに改善されました。

1つの例外を除いて、実際の電気バッテリーとモーターが1900年代初めに開発されるまで、潜水艦は数十フィートの地面を走行することができ、ボイラーで燃料を燃やすことができなかったため手で動かさなければならなかった(基本的に賞賛された調整)船の運転を維持するために、または海面上のシュノーケルに頼らざるを得ず、基本的に水面下の殆どの水上ドラフトを持つ表面船であった。

もう一つの大きな問題は、その時に500メートルの深さで発見された海水圧に耐えられるほどの強さの潜水艦を建設したことである。

この行に沿った注目すべき歴史的発展のいくつかを以下に議論し、その後、より妥当な代替アプローチを検討する。しかし、後で開発されただけでなく、考えられる可能性のある考え方を可能にする(例えば電気照明)いくつかのこれらの技術のハイブリッドは、

潜水艦の近くに設置された蒸気:USSモニター

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USSモニター(上記の海上に表示されているように)は、サービスは1861年に行われ、スノーケルからの空気で蒸気で運転され、ほとんどが水没していない米国内戦中に使用されました。

最初のスチームパワード潜水艦

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これまで建設された最初の蒸気動力式潜水艦、IctíneoII、再建(前の1859年に基づいて)は1867年に発足し、2年間で約20回のダイビングを行った。これは、世界で初めて航空機に依存しない推進システムによって可能になりました。これは、1940年代にはもう70年ほどは繰り返されなかったことです。それは500メートルの理論上の最大深さを持っていたが、実際には50メートル以上深く操作されたことはなく、理論上は最大8時間浸水していた可能性がある。

Ictíneo(魚と船のギリシャ語の言葉に由来)   1859年にバルセロナ港で発足。 。 。 。潜水艦は、
  オリーブの木はオークリングで支持され、2ミリメートル
  長さ7フィート(23フィート)しか測定されなかった厚い銅
  船長と4人の乗組員に十分なスペースがない   クランキングによって船。 。
。ウェイトをすぐに落とすことができた   緊急時にはすぐ​​に表面を覆います。側面のガラスポート、
  上と鼻は水圧が可能になるように設計されています
  それらは船体の内部にあり、漏れは事実上不可能です。 。 。 。ザ
  潜水艦の内部は、貴重なを使用してキャンドルで点灯していた
  酸素は酸素が始まったときには一体的な指標となるが   低く走る。 。
。マシンを2時間水没させてダイビングすることができます   20メートルの深さまで。 。 。
。ロバートフルトン、アメリカ人   当時のフランスは、成功した「ノーチラス」を設計し始めました。
  1800年にセーヌ川でテストしました。   圧縮空気の使用。ドイツの発明家Wilhem
Bauer   1850年には「Brandtaucher」、1856年には「Seeteufel」(いずれも
  沈んだ)。アメリカの発明者であるHorace Hunleyは、 “H.L.Hunley”
  最初の潜水艦は敵軍艦を沈める(そして最初に沈む3
  時間自体、25人を殺す)1863年、数年後[。]。 。 。
  どのように最先端のIctíneoが彼女の多くと比較されても
  同時代、彼女はまだ同じ基本的な欠点を持っていた多くの潜水艦
  所有していた時:限られた空気のために限られた範囲
  電源、非常に低速です。すべての初期の潜水艦は
  人間の筋肉は非常に遅くなりました。

     

ノーチラスにはセイルが装備されていましたが、明らかに
  表面を航行するときに使用されます。水中、船は推進された
  螺旋状のねじによって、手で回転させる。 Ictíneoはペダルパワーを使用し、
  時間当たり1マイルの速度に達するために4人の男性を必要とする(ほぼ同じ
  3世紀前に設計された水中漕艇の速度)。
  そのペースは、電流の影響を克服するのに必ずしも十分ではなかった   そして潮。 。 。

     

Ictíneoが港にドッキングしているときに私が貨物船に押しつぶされたとき
  モントリオールはバルセロナの大型潜水艦を設計することを決めた   蒸気によって駆動される。
IctíneoII、長さの2倍以上   IctíneoIは、1864年(人力を伴う)と1867年(
  蒸気の力)。それは最初の燃焼エンジンを駆動する潜水艦になった   世界では。

     

当時の考え方は、   水蒸気エンジンは水中ですべての酸素と
  船の内部をオーブンに変換する。これを克服するために、   モンジュリオールは、
  塩素酸カリウム、亜鉛、二酸化マンガンなど
  水蒸気エンジンを作動させるために水を沸騰させるのに十分な熱を発生させた。に
  この独創性を補完し、反応は酸素を   副産物

     

Monturiolは提示された2つの基本的な障害を首尾よく解決しました
  潜水艦の発明者:空気供給と機械的な力。実際、彼は
  初期の形態の嫌気性(空気非依存性)推進のみを考案した
  ドイツのWalterタービンで1940年代に繰り返される
  最終的には第1原子潜水艦であるUSSノーチラス(Nautilus)である。

     

IctíneoIIは、独自の酸素を提供する最初のもので、
  定期的に浮上したり、シュノーケルを使用することなく、   ノーチラス。 。 。
。船内のすべての機械のために、わずか2
  もともと20人の乗組員のために設計された潜水艦に男性が入ることができました。
  IctíneoIIは、ほぼ20の問題のないデモドライブを製作しました。それ
  8時間浸水して深さ50に落ちる   メートル。
Monturiolは、可能な最大深さが500であると計算した
  この深さまで潜る危険を冒さないようにしました。

     

1868年、打ち上げ直後、画期的なIctíneoIIは
  彼女の前任者と一緒に、造船所に押されて廃棄された。   理由?
Monturiolは法案を支払うことができませんでした。

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他の有名なスチームパワード潜水艦のみ

最も有名な歴史的蒸気動力潜水艦は、1913年に設計された英国のK級潜水艦であり、最終的に大きな失敗と見なされます(上の写真は、荒れ狂ったものです)。

潜水艦は内部の8つの潜水艦   バルクヘッドは開発中に設計されテストされ、
  わずか70フィート(21 m)に相当する圧力

  船体はこの図の下の深さで危殆化した。 。 。 。ダイビング
  通常は30分必要な蒸気動力式表面操作から。
  メインエンジンを固定するのに必要な最小時間、バッテリーへのシフト
  モーター
と緊急時のダイビングはほぼ5分で、
  Swordfishプロトタイプの15分よりも優れていました
  ほとんど適切ではないと考えられています。ボイラー火災は最初に消火された
  煙の沈積を防止するために、複雑な一連の
  油圧装置と機械的なロッドとレバーがツインファンネルを下げた   お互いに離れて、
  上部構造だけでなく、同時に   漏斗の摂取。主吸気ベンチレータも同様に閉じられていた
  凝縮器とボイラ給水用の海水を接続します。そうだった   彼らの24ノット(44 km/h;
28 mph)のスピードでは、   潜水艦は、どんな脅威であっても、ほとんどどんな脅威にも転じることができます。
  急速な潜水の必要性を払わずに表面を攻撃した。この   おそらく希望的な考えであり、
  従来のボートのクラッシュダイブを記録する(特に
  後の第二次世界大戦のUボート)は達成できませんでした。

     

このクラスに関する最も多くの引用された苦情は、潜水艦   「あまりにも多くの地獄の穴…」を持っていた
  潜水が始まる前に確保する必要があり、その大部分は
  通常は無人のボートの部分に空気/海のアクセスを与えた   ダイビング。

     

より深刻な問題は、ボイラールームの高温   より大きなファンを取り付けることによってある程度緩和されました。
  スピードでの蒸しは、弓を水中に押し込んで
  すでに貧しい海の保全は悪化する。これを修正するために、球根の白鳥の弓があった
  追加されました。また、「急速吹き付け」バラストタンクが組み込まれました
  取り扱いを改善する。それにもかかわらず、まだ問題がありました。最も
  激しい嵐の中で海水が侵入する可能性があることを恥ずかしい
  短い双子のファンネルを通ってボイラーを吹き飛ばし、ボイラーの火を消してください。 。 。
  。 K3は最大の潜水深度のための非公式記録を保持した(266フィート(81
  m))は、ペントランドの底に無制限に降下した
  Firth。船は、それにもかかわらず、さらに難なく表面化した
  「クラッシュ深度」の下に未記録の期間を費やしています。

改良された後のバージョンは最大定格潜水深度が250フィート(76 m)に達しました。

代替ソリューション

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代わりの方法として、非常に強力なダイビングベルBathysphere
(上の図)は、表面上の蒸気動力船からウインチで上下されました。

Bathysphere(ギリシャ語:βαθύς、バース、「深い」とσφαῖρα、sphaira、
  ”球体”)は独特の球状の深海潜水艦であり、
  電力が供給されず、ケーブル上の海洋に降下し、
  1930年から1934年までバミューダ沖で一連のダイビングを行う。
  Bathysphereは1928年と1929年にアメリカの技術者によって設計されました
  自然学者ウィリアム・ビーベの勉強のために使用されるオーティス・バートン
  海底野生生物ビービーとバートンはバサス球場でダイビングを行った
  海洋生物学者が初めて観察したことを示す
  深海の動物たちを自国の環境に置いています。彼らのダイビングはいくつかを設定しました
  世界で最も深いダイビングの世界記録
  人間。これらのうち最も深いものから3,028の深さまでの記録
  1934年8月15日のフィートは、1949年にバートンによって壊されたまで続きました。

     

1920年代の終わり、最も深い人間は安全に降りることができた
  ダイビングヘルメットは100フィートでした。
  あまりにも大きくなる。時間の潜水艦は最大に降下していた
  383フィートのところだったが、窓がなかったので、Beebeのゴールには役に立たなかった
  深海の動物を観察すること。海で最も深い人間
  この時点で降伏していたのは装甲服を着用して525フィートだったが、
  これらのスーツは動きと観察を非常に困難にした。
  ビーベが作りたいと思ったのは、深海の船でした。
  これまで人間が降っていたよりもはるかに深くまで降下し、
  また、彼が明確に深みを観察し、文書化することを可能にする   海の野生生物。

     

バートンのデザインは球体が最高です   高圧に耐えるための可能な形状。球には開口部があった
  溶融石英製の3インチ(76mm)の3つの窓に対して、
  最も強力な透明材料を入手可能で、400ポンド
  下降の前にボルト止めされた入口ハッチ。当初
  2つの窓だけが球に取り付けられ、鋼製のプラグ   第3の窓の代わりに取り付けた。酸素は
  球の内部に運ばれる高圧シリンダー、ソーダのパン
  石灰と塩化カルシウムを球の壁の内側に取​​り付けて
  吐き出されたCO2と水分を吸収する。空気はこれらを過ぎて循環する
  パームリーフファンを使用してBathysphereの乗客によるトレイ。

     

ゼネラルエレクトリックは、内部に取り付けられるランプを提供しました
  球の外に動物を照らすための窓の1つ、ベル   ラボラトリーは電話システムを提供しました。
  球は表面と通信することができます。ケーブル   ランプの電気を供給するための電話と
  ゴム製のホースは、   詰め物箱。 。 。 。球の最初のバージョンが
  1929年6月にキャストされたが、重すぎて
  それを海洋に降ろすために使用されるウインチによって持ち上げられ、
  バートンに球が溶けて再キャストされるように要求する。最終、
  より軽い設計は、厚さ1インチ(25mm)の中空の球からなり、
  直径が4.75フィート(1.5 m)であった。その体重は2.25
  その浮力はこれを1.4トン減少させたが
  それが水没したときに、3000フィートの鋼製ケーブルの重量が
  追加1.35トン。

While this was actually developed in 1928, according to a

previous StackExchange post on the topic
, the technology
necessary existed by the late 1800s.

ウインチの強さと圧力を上回る構造体の能力ではなく、Bathysphereの最大深さの制限要因であり、より野心的な資金源によって水蒸気時代に克服できた問題であると思われる。

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