เรือดำน้ำ โดยในเรือดำน้ำเป็นเทคโนโลยีที่น่าทึ่ง ไม่นานมานี้ กองทัพเรือได้ทำงานเหนือน้ำทั้งหมด ด้วยการเพิ่มเรือดำน้ำเข้าไปในคลังแสงมาตรฐานของกองทัพเรือ โลกใต้พื้นผิวก็กลายเป็นสมรภูมิเช่นกัน การดัดแปลงและสิ่งประดิษฐ์ที่ช่วยให้นักเดินเรือไม่เพียงต่อสู้ในสนามรบ แต่ยังใช้ชีวิตใต้น้ำได้นานหลายเดือนหรือหลายปี นับเป็นพัฒนาการที่ยอดเยี่ยมที่สุดในประวัติศาสตร์การทหาร

การดำน้ำและพื้นผิว เรือดำน้ำหรือเรือสามารถลอยได้เพราะน้ำหนักของน้ำที่แทนที่นั่นเท่ากับน้ำหนักของเรือ การกระจัดของน้ำนี้สร้างแรงขึ้นที่เรียกว่าแรงลอยตัวและทำหน้าที่ตรงข้ามกับแรงโน้มถ่วงซึ่งจะดึงเรือลง เรือดำน้ำสามารถควบคุมการลอยตัวได้ ซึ่งแตกต่างจากเรือ ทำให้สามารถจมและขึ้นผิวน้ำได้ตามต้องการ เพื่อควบคุมการลอยตัว เรือดำน้ำมีถังอับเฉาและถังเสริม หรือถังเสริมที่สามารถเติมน้ำหรืออากาศสลับกันได้ เมื่อเรือดำน้ำอยู่บนผิวน้ำ

ถังอับเฉาจะเต็มไปด้วยอากาศ และความหนาแน่นโดยรวมของเรือดำน้ำจะน้อยกว่าน้ำโดยรอบ ขณะที่เรือดำน้ำดำน้ำ ถังอับเฉาจะถูกน้ำท่วมและอากาศในถังอับเฉาจะถูกระบายออกจากเรือดำน้ำจนกระทั่งความหนาแน่นโดยรวมมากกว่าน้ำโดยรอบ และเรือดำน้ำเริ่มจม มีการบำรุงรักษาอากาศอัดบน เรือดำน้ำ ในขวดอากาศสำหรับช่วยชีวิตและใช้กับถังอับเฉา นอกจากนี้ เรือดำน้ำยังมีชุดปีกสั้นๆที่เคลื่อนที่ได้ซึ่งเรียกว่าเครื่องบินน้ำ

ที่ท้ายเรือที่ช่วยควบคุมมุมของการดำน้ำ ระนาบน้ำจะทำมุมเพื่อให้น้ำเคลื่อนที่เหนือท้ายเรือ ซึ่งบังคับให้ท้ายเรือลอยขึ้น ดังนั้นเรือดำน้ำจึงทำมุมลง เพื่อรักษาระดับเรือดำน้ำที่ระดับความลึกใดๆเรือดำน้ำจะรักษาสมดุลของอากาศและน้ำในถังตัดแต่งเพื่อให้ความหนาแน่นโดยรวมเท่ากับน้ำโดยรอบ เมื่อเรือดำน้ำถึงระดับความลึกในการล่องเรือ เครื่องบินน้ำจะถูกปรับระดับเพื่อให้เรือดำน้ำเคลื่อนที่ผ่านน้ำในแนวระนาบ

น้ำยังถูกบังคับระหว่างถังเก็บส่วนโค้งและส่วนท้ายเพื่อรักษาระดับย่อย เรือดำน้ำสามารถบังคับทิศทางในน้ำได้โดยใช้หางเสือเพื่อหมุนกราบขวาหรือพอร์ต และเครื่องบินน้ำเพื่อควบคุมมุมท้ายเรือของเรือดำน้ำ นอกจากนี้ เรือดำน้ำบางลำยังติดตั้งมอเตอร์ขับเคลื่อนรอง แบบยืดหดได้ ที่สามารถหมุนได้ 360 องศา เมื่อเรือดำน้ำผิวน้ำ อากาศอัดจะไหลจากขวดอากาศเข้าสู่ถังอับเฉา และน้ำถูกดันออกจากเรือดำน้ำจนกระทั่งความหนาแน่นโดยรวมน้อยกว่าน้ำโดยรอบ

การลอยตัวเป็นบวก และเรือดำน้ำก็ลอยขึ้น เครื่องบินน้ำทำมุมเพื่อให้น้ำเคลื่อนตัวขึ้นเหนือท้ายเรือ ซึ่งบังคับให้ท้ายเรือเลื่อนลง ดังนั้นเรือดำน้ำจึงทำมุมขึ้น ในกรณีฉุกเฉิน สามารถบรรจุถังอับเฉาได้อย่างรวดเร็วด้วยอากาศแรงดันสูงเพื่อนำเรือดำน้ำขึ้นสู่ผิวน้ำอย่างรวดเร็ว การช่วยชีวิต โดยมีปัญหาหลักสามประการในการช่วยชีวิตในสภาพแวดล้อมปิดของเรือดำน้ำ การรักษาคุณภาพอากาศ การบำรุงรักษาแหล่งน้ำจืด การรักษาอุณหภูมิ และการรักษาคุณภาพอากาศ

อากาศที่เราหายใจประกอบด้วยก๊าซสี่ชนิดในปริมาณมาก ไนโตรเจน 78 เปอร์เซ็นต์ ออกซิเจน 21 เปอร์เซ็นต์ อาร์กอน 0.94 เปอร์เซ็นต์ คาร์บอนไดออกไซด์ 0.04 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเราหายใจเอาอากาศเข้าไป ร่างกายของเราจะใช้ออกซิเจนและเปลี่ยนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ อากาศที่หายใจออกมีคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 4.5 เปอร์เซ็นต์ ร่างกายของเราไม่ทำอะไรกับไนโตรเจนหรืออาร์กอน เรือดำน้ำเป็นภาชนะปิดสนิทที่บรรจุคนและมีอากาศจำกัด

โดยจะมีสามสิ่งที่ต้องเกิดขึ้นเพื่อให้อากาศในเรือดำน้ำสามารถระบายอากาศได้ ต้องเติมออกซิเจนเมื่อบริโภคเข้าไป หากเปอร์เซ็นต์ของออกซิเจนในอากาศต่ำเกินไป คนคนหนึ่งจะหายใจไม่ออก ต้องกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากอากาศ เมื่อความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้น มันจะกลายเป็นสารพิษ ความชื้นที่เราหายใจออกทางลมหายใจจะต้องถูกกำจัดออกไป ออกซิเจนถูกจัดหาจากถังแรงดัน เครื่องกำเนิดออกซิเจน

ซึ่งสามารถสร้างออกซิเจนจากการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า หรือถังออกซิเจนบางชนิด ที่ปล่อยออกซิเจนด้วยปฏิกิริยาเคมีที่ร้อนจัด ออกซิเจนถูกปล่อยออกมาอย่างต่อเนื่องโดยระบบคอมพิวเตอร์ที่ตรวจจับเปอร์เซ็นต์ของออกซิเจนในอากาศ หรือปล่อยออกมาเป็นชุดเป็นระยะๆตลอดทั้งวัน คาร์บอนไดออกไซด์สามารถกำจัดออกจากอากาศได้ด้วยวิธีทางเคมีโดยใช้โซดาไลม์ ได้แก่โซเดียมไฮดรอกไซด์และแคลเซียมไฮดรอกไซด์ ในอุปกรณ์ที่เรียกว่าเครื่องขัด

ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถูกกักเก็บไว้ในโซดาไลม์โดยปฏิกิริยาทางเคมีและถูกกำจัดออกจากอากาศ ปฏิกิริยาอื่นที่คล้ายคลึงกันสามารถบรรลุเป้าหมายเดียวกันได้ ความชื้นสามารถกำจัดออกได้ด้วยเครื่องลดความชื้นหรือสารเคมี สิ่งนี้จะป้องกันไม่ให้กลั่นตัวเป็นหยดน้ำบนผนังและอุปกรณ์ภายในเรือ นอกจากนี้ ก๊าซอื่นๆเช่น คาร์บอนมอนอกไซด์หรือไฮโดรเจน ซึ่งเกิดจากอุปกรณ์และควันบุหรี่ สามารถกำจัดออกได้ด้วยหัวเผา

สุดท้ายตัวกรองใช้เพื่อกำจัดอนุภาค สิ่งสกปรก และฝุ่นละอองออกจากอากาศ การบำรุงรักษาแหล่งน้ำจืด เรือดำน้ำส่วนใหญ่มีเครื่องกลั่นที่สามารถดูดน้ำทะเลและผลิตน้ำจืดได้ โรงงานกลั่นทำให้น้ำทะเลร้อนขึ้นเป็นไอน้ำ ซึ่งจะขจัดเกลือออก และทำให้ไอน้ำเย็นลงในถังเก็บน้ำจืด โรงงานกลั่นบนเรือดำน้ำบางลำสามารถผลิตน้ำจืดได้ 10,000 ถึง 40,000 แกลลอนต่อวัน น้ำนี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับระบายความร้อนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และสำหรับสนับสนุนลูกเรือ

ซึ่งให้แรงขับไปข้างหน้าและย้อนกลับในน้ำ มอเตอร์ไฟฟ้าจะขับเคลื่อนเพลาเดียวกัน เมื่อเข้าเทียบท่าหรือในกรณีฉุกเฉิน เรือดำน้ำยังต้องการพลังงานไฟฟ้าเพื่อใช้งานอุปกรณ์บนเรือ ในการจัดหาพลังงานนี้ เรือดำน้ำจะติดตั้งเครื่องยนต์ดีเซลที่เผาไหม้เชื้อเพลิงและเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ใช้การแตกตัวของนิวเคลียร์ เรือดำน้ำยังมีแบตเตอรี่เพื่อจ่ายพลังงานไฟฟ้า อุปกรณ์ไฟฟ้ามักจะใช้แบตเตอรี่หมด และใช้พลังงานจากเครื่องยนต์ดีเซลหรือเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ ในกรณีฉุกเฉิน แบตเตอรี่อาจเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าเพียงแหล่งเดียวในการขับเคลื่อนเรือดำน้ำ เรือดำน้ำดีเซล เป็นตัวอย่างที่ดีของยานพาหนะไฮบริด เครื่องยนต์ดีเซลส่วนใหญ่มีเครื่องยนต์ดีเซลสองเครื่องขึ้นไป เครื่องยนต์ดีเซลสามารถขับเคลื่อนใบพัดหรือสามารถขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ชาร์จแบตเตอรี่ขนาดใหญ่มากได้ หรือสามารถทำงานร่วมกันได้ โดยเครื่องหนึ่งขับใบพัดและอีกเครื่องขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เรือดำน้ำต้องขึ้นผิวน้ำ หรือแล่นใต้ผิวน้ำโดยใช้สนอร์เกิล เพื่อขับเคลื่อนเครื่องยนต์ดีเซล เมื่อชาร์จแบตเตอรี่เต็มแล้ว เรือดำน้ำสามารถลงไปใต้น้ำได้ แบตเตอรี่ขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนใบพัด การทำงานของแบตเตอรี่เป็นวิธีเดียวที่น้ำมันดีเซลสามารถจมอยู่ใต้น้ำได้ ขีดจำกัดของ เทคโนโลยี แบตเตอรี่จำกัดระยะเวลาที่เครื่องยนต์ดีเซลสามารถอยู่ใต้น้ำได้อย่างมาก

เนื่องจากข้อจำกัดของแบตเตอรี่เหล่านี้ จึงเป็นที่ยอมรับว่าพลังงานนิวเคลียร์ในเรือดำน้ำให้ประโยชน์อย่างมาก เครื่องกำเนิดนิวเคลียร์ไม่ต้องการออกซิเจน ดังนั้น เรือดำน้ำนิวเคลียร์จึงสามารถอยู่ใต้น้ำได้นานหลายสัปดาห์ต่อครั้ง นอกจากนี้ เนื่องจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าน้ำมันดีเซล ปี เรือดำน้ำนิวเคลียร์จึงไม่ต้องขึ้นสู่ผิวน้ำหรือไปที่ท่าเรือเพื่อเติมเชื้อเพลิง และสามารถอยู่ในทะเลได้นานขึ้น

เรือดำน้ำนิวเคลียร์และเรือบรรทุกเครื่องบินใช้พลังงานจาก เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่เกือบจะเหมือนกับเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ในโรงไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ เครื่องปฏิกรณ์ผลิตความร้อนเพื่อสร้างไอน้ำเพื่อขับเคลื่อนกังหันไอน้ำ กังหันในเรือขับเคลื่อนใบพัดโดยตรงเช่นเดียวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ความแตกต่างที่สำคัญสองประการระหว่างเครื่องปฏิกรณ์เชิงพาณิชย์และเครื่องปฏิกรณ์ในเรือนิวเคลียร์คือ

เครื่องปฏิกรณ์ในเรือนิวเคลียร์มีขนาดเล็กลง เครื่องปฏิกรณ์ในเรือนิวเคลียร์ใช้เชื้อเพลิงที่ได้รับการเสริมสมรรถนะสูงเพื่อให้สามารถส่งพลังงานจำนวนมากจากเครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กได้ การนำทางของแสงไม่สามารถทะลุผ่านเข้าไปในมหาสมุทรได้ไกลมาก ดังนั้นเรือดำน้ำจึงต้องเดินเรือผ่านน้ำโดยแทบไม่เห็นคนตาบอด อย่างไรก็ตาม เรือดำน้ำมีการติดตั้งแผนที่นำทางและอุปกรณ์นำทางที่ทันสมัย

เมื่ออยู่บนผิวน้ำระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลกที่ซับซ้อน จะระบุละติจูดและลองจิจูดได้อย่างแม่นยำ แต่ระบบนี้จะไม่สามารถทำงานได้เมื่อเรือดำน้ำจมอยู่ใต้น้ำ ใต้น้ำ เรือดำน้ำใช้ระบบนำทางเฉื่อย ที่ติดตามการเคลื่อนที่ของเรือจากจุดเริ่มต้นคงที่โดยใช้ไจโรสโคป ระบบนำทางเฉื่อยมีความแม่นยำในการทำงาน 150 ชั่วโมง และต้องปรับแนวใหม่โดยระบบนำทางแบบขึ้นกับพื้นผิวอื่นๆ ด้วยระบบเหล่านี้บนเรือ

เรือดำน้ำสามารถนำทางได้อย่างแม่นยำ และอยู่ในระยะหนึ่งร้อยฟุตจากเส้นทางที่ตั้งใจไว้ ในการค้นหาเป้าหมายเรือดำน้ำจะใช้โซนาร์ แบบทั้งแบบแอกทีฟ และแบบพาสซีฟ โซนาร์แบบแอคทีฟปล่อยคลื่นเสียงที่เคลื่อนที่ผ่านน้ำ สะท้อนออกจากเป้าหมายและกลับไปที่เรือ เมื่อทราบความเร็วของเสียงในน้ำและเวลาที่คลื่นเสียงเดินทางไปยังเป้าหมายและย้อนกลับ

คอมพิวเตอร์สามารถคำนวณระยะทาง ระหว่างเรือดำน้ำกับเป้าหมายได้อย่างรวดเร็ว วาฬ โลมา และค้างคาวใช้เทคนิคเดียวกันในการหาตำแหน่งเหยื่อ โซนาร์แบบพาสซีฟเกี่ยวข้องกับการฟังเสียงที่เกิดจากเป้าหมาย ระบบโซนาร์ยังสามารถใช้เพื่อปรับระบบนำทางเฉื่อยโดยการระบุลักษณะพื้นมหาสมุทรที่รู้จัก เมื่อเรือดำน้ำจมลงเนื่องจากการชนกับบางสิ่ง เช่น เรือลำอื่น กำแพงหุบเขา หรือเหมือง หรือการระเบิดบนเรือ

ลูกเรือจะส่งสัญญาณขอความช่วยเหลือทางวิทยุหรือเปิดทุ่นที่จะส่งสัญญาณแจ้งเหตุและตำแหน่งของเรือดำน้ำ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จะปิดตัวลงและเรือดำน้ำอาจใช้พลังงานจากแบตเตอรี่เพียงอย่างเดียว ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ของภัยพิบัติ หากเป็นกรณีนี้ ลูกเรือของเรือดำน้ำจะต้องเผชิญอันตรายหลักๆ 4 ประการ ได้แก่ น้ำท่วมเรือดำน้ำจะต้องถูกควบคุมและลดลง

การต้องลดการใช้ออกซิเจนให้เหลือน้อยที่สุด เพื่อให้ปริมาณออกซิเจนที่มีอยู่สามารถคงอยู่ได้นานเพียงพอ สำหรับความพยายามในการช่วยเหลือที่เป็นไปได้ ระดับคาร์บอนไดออกไซด์จะเพิ่มขึ้นและอาจก่อให้เกิดอันตรายและเป็นพิษได้หากแบตเตอรี่หมด ระบบทำความร้อนจะล้มเหลวและอุณหภูมิของเรือดำน้ำจะลดลง ความพยายามในการช่วยเหลือจากพื้นผิวจะต้องเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยปกติแล้วภายใน 48 ชั่วโมง หลังจากเกิดอุบัติเหตุ ความพยายามมักจะเกี่ยวข้องกับการพยายามนำยานกู้ภัยบางประเภทลงไปเพื่อนำลูกเรือออก หรือติดอุปกรณ์บางชนิดเพื่อยกเรือดำน้ำขึ้นจากพื้นทะเล ยานพาหนะกู้ภัยประกอบด้วยเรือดำน้ำขนาดเล็กที่เรียกว่ายานกู้ภัยใต้น้ำลึก และระฆังดำน้ำ

บทความที่น่าสนใจ : การศึกษาดวงจันทร์ การเปิดเผยว่าดวงจันทร์ไม่มีสนามแม่เหล็ก