Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 39)

CƠ SỞ VẬT LÍ CỦA CHÂN VỊT

Các chân vịt thời ấy có hai hoặc ba cánh quạt gắn với một trục quay. Khi chân vịt quay, nó truyền năng lượng sang con tàu bằng cách biến đổi chuyển động quay thành lực đẩy về phía trước. Về cơ bản, một chênh lệch áp suất được tạo ra ở hai phía đối diện của cánh quạt, với áp suất ở mặt sau lớn hơn ở mặt trước, và chênh lệch này đẩy con tàu về phía trước. Trên thực tế, các cánh quạt truyền động lượng sang nước, điều này tạo ra một lực đẩy lên con tàu.

Các chân vịt có thể quay theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược lại, tùy theo thiết kế các cánh quạt. Lực tác dụng lên cánh quạt phụ thuộc vào diện tích của nó (A), khối lượng riêng của chất lỏng (r), vận tốc (v), và góc giữa cánh quạt và dòng chất lỏng (a).

Một cách nhìn vào chân vịt là so sánh nó với đai ốc. Bạn biết rằng để vặn nó vào tường, bạn tác dụng một moment lực lên đầu đai ốc. Đường ren xoắn ốc của đai ốc biến moment lực này thành một lực “đẩy” đưa đai ốc tiến vào trong tường.

Về cơ bản, chân vịt là một máy cơ làm con tàu chuyển động trong nước khi nó quay. Các máy cơ, như ta đã thấy ở phần trước, là các dụng cụ nhân lực lên hoặc biến đổi lực. Vì thế chân vịt là một máy cơ đưa con tàu về phía trước bằng cách đẩy nước về phía sau, trong đó lực tác dụng lên nước chuyển động ra phía sau bằng với lực tác dụng lên con tàu chuyển động về phía trước, theo định luật Newton thứ ba. Đồng thời, vì lực là kết quả của một biến thiên chuyển động, nên chân vịt cấp cho con tàu động lượng về phía trước bằng cách truyền cho nước động lượng về phía sau.

“BÀ MẸ LŨ NGƯ LÔI”

Khi hải quân Liên Minh cuối cùng nhận thấy họ không địch nổi hải quân Liên Bang, họ quyết định đấu tranh với lệnh cấm vận bằng những cách khác. Và hai trong những thứ hiệu quả nhất mà họ sử dụng là ngư lôi và tàu ngầm. Thật vậy, Liên Minh đã đánh chìm hai mươi hai con tàu Liên Bang và phá hỏng mười hai chiếc khác bằng ngư lôi, đồng thời chỉ tổn thất có sáu tàu do hải quân Liên Bang đáp trả. Tuy nhiên, “các ngư lôi” này không phải là cái chúng ta thường nghĩ là ngư lôi, mặc dù lúc ấy chúng được gọi bằng cái tên như thế. Chúng là cái ngày nay có thể chúng ta gọi là “thủy lôi”.

Có hai loại ngư lôi được sử dụng rộng rãi: ngư lôi trụ, trong đó một dụng cụ nổ được gắn vào đầu cuối của một cột trụ dài (dài tới ba mươi foot). Nó thường được gắn tại đầu mũi của con tàu tấn công. Khi bị tàu địch cản lại thì nó phát nổ. Vấn đề duy nhất là nó thường gây thiệt hại đáng kể cho con tàu mang nó. Các ngư lôi còn được kéo trên những sợi dây dài hoặc thành hàng phía sau con tàu, thường hợp góc khoảng bốn mươi lăm độ. Sử dụng một vận động thích hợp, chúng cũng có thể được bắn về phía tàu địch. Và, tất nhiên, nhiều “ngư lôi” chỉ cần bố trí trong nước. Chúng có thể được kích nổ bằng điện bởi một người điều khiển trên bờ biển hoặc bởi một loại kíp nổ nào đó.

Một trong những trận đánh nổi tiếng nhất trong đó các ngư lôi giữ vai trò quan trọng là Trận Vịnh Mobile, Alabama. Nó diễn ra vào tháng Tám 1864. Ở phe Liên Minh, tuần tra bảo vệ vịnh là Đô đốc Franklin Buchanan, một tướng kì cựu đã tham gia không biết bao nhiêu trận đánh trên biển. Tàu đô đốc của ông, Tennessee, là một chiếc bọc sắt theo kiểu Virginia. Bên ngoài vịnh là đô đốc Liên Bang David Farragut, ông có bốn chiếc bọc sắt theo kiểu Monitor, cùng với một vài tàu gỗ. Và ông đối mặt không gì hơn ngoài chiếc Tennessee và một vài tàu bọc sắt nhỏ hơn. Hai pháo đài đang bảo vệ lối vào vịnh: Pháo đài Morgan, với một vài khẩu súng lớn, và Pháo đài Gaines. Thế nhưng mối lo lớn nhất với Farragut là “các thủy lôi” đang trôi nổi trên khắp vịnh. Cách duy nhất vượt qua chúng là một lối hẹp ngay bên dưới các khẩu súng của Pháo đài Morgan.13

Farragut lên kế hoạch tấn công, bố trí hai đội hình tàu. Một đội, sẽ đi qua gần Pháo đài Morgan, gồm bốn tàu bọc sắt được bảo vệ tốt tương tự chiếc Monitor. Đội thứ hai gồm bốn tàu chiến bằng gỗ, được buộc lại với nhau cho an toàn. Nếu một con tàu trúng đạn, thì nó khó chìm hơn. Farragut ở trong đội thứ hai này, trên chiếc Hartfort; phía trước ông là chiếc Brooklyn. Vào ngày 5 tháng Tám, đội tàu của Farragut áp sát vịnh, và khi chúng tiến vào, các khẩu súng tại Pháo đài Morgan bắt đầu nả vào chúng. Các tàu Liên Bang bắt đầu bắn trả, nhưng Farragut không muốn đánh dây dưa; ông muốn tiến vào trong vịnh.

Khi hai đội hình áp sát cửa vịnh, thuyền trưởng của chiếc tàu bọc sắt đi đầu, chiếc Tecumseh, phát hiện chiếc Tennessee của Buchanan. Nó là mối đe dọa chính đối với đội hình tàu chiến gỗ. Nhưng khi ông tiến tới chặn họng nó, ông đã ép những chiếc tàu gỗ vào bãi ngư lôi. Khi thuyền trưởng chiếc Brooklyn nhìn thấy các thủy lôi phía trước, ông ra lệnh cho tàu dừng lại. Thế nhưng ngay phía sau ông là Farragut trên chiếc Hartford. Bực mình, Farragut gửi thông điệp (cờ hiệu) cho thuyền trưởng chiếc Brooklyn tiếp tục tiến lên. Tình thế trở nên lộn xộn, khi cả hai con tàu đều trong tầm hỏa lực nặng nề. Thình lình một vụ nổ làm rung chuyển cả hai con tàu. Chiếc bọc sắt dẫn đầu, Tecumseh, trúng một quả thủy lôi, và trong vòng vài giây nó chìm xuống đáy vịnh.

Tình hình tiếp tục lộn xộn, khi chiếc Brooklyn lại dừng đột ngột. Có vẻ như toàn bộ đội tàu sắp đâm sầm vào nhau. Farragut hạ lệnh cắt hàng, và ông rút ra và bắt đầu chạy qua mặt Brooklyn. Thuyền trưởng chiếc Brooklyn hét vào ông, “Có ngư lôi ngay phía trước,” Farragut đáp, “Bà mẹ lũ ngư lôi… cứ hết tốc độ thẳng tiến!” (một cụm từ đã trở thành huyền thoại). Như Hartford tiến lên trước, nó dính vài quả thủy lôi, nhưng không sao. Chẳng quả thủy lôi nào nổ hết.

Trong khi đó, Buchanan ở trên tàu Tennessee ngạc nhiên quan sát khi toàn bộ đội tàu Liên Bang an toàn đi vào vịnh. Ông ra lệnh Tennessee chạy thẳng về phía Hartford, chiếc bây giờ đang dẫn đầu các tàu Liên Bang. Ông dự định đâm vào nó, nhưng chiếc Tennessee quá lớn và chậm, và Hartford dễ dàng tránh được khi súng từ hai tàu nả vào nhau. Sau đó Tennessee tiến hành chạy về phía vài tàu khác, hi vọng đâm chúng, song nó chẳng gây thiệt hại gì đáng kể, thành ra Buchanan bỏ cuộc và lùi về Pháo đài Morgan.

Thế nhưng trận đánh còn lâu mới kết thúc. Sau khi kiểm tra thiệt hại của tàu mình, Buchanan hạ lệnh cho nó ra biển lần nữa. Và một lần nữa hai con tàu – Hartford (tốc độ mười knot) và Tennessee (tốc độ bốn knot) – tiến thẳng về phía nhau. Trông như thể chúng sắp đâm vào nhau khi mà, ở thời khắc cuối cùng, Tennessee trở xoay qua một chút. Khi chúng lướt qua nhau trong cự li gần, thủy thủ trên cả hai tàu nã đạn vào nhau bằng súng trường và súng lục.

Tuy nhiên, một khi Tennessee vượt qua Hartford, nó bị bao vây bởi các tàu chiến Liên Bang, tất cả đều tập trung hỏa lực vào nó. Và với cự li tiếp cận quá gần, chúng thật sự gây thiệt hại nặng nề. Hơn nữa, cửa súng của một trong các khẩu pháo của Tennessee bị kẹt, và một số khẩu súng khác của nó không bắt lửa. Thế rồi một trong các quả đạn pháo làm thổi thiết bị lái của Tennessee, và nó không còn điều khiển được nữa. Cuối cùng, bản thân Buchanan bị quật bởi các mảnh vỡ bay tứ tung. Ông chẳng làm được gì hơn ngoài việc đầu hàng, và ông đã đầu hàng.

Vật lí học và chiến tranh
Barry Parker - Bản dịch của TVVL
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Kỉ lục mới về gia tốc electron: Từ zero lên 7,8 GeV trên 8 inch
23/10/2019
Để tìm hiểu bản chất của vũ trụ, các nhà khoa học phải chế tạo các máy va chạm hạt làm gia tốc electron và hạt phản
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 56)
22/10/2019
Định luật Bode về khoảng cách hành tinh 1766 Johann Elert Bode (1747–1826), Johann Daniel Titius (1729–1796) Định luật Bode, còn gọi
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 55)
22/10/2019
Hiệu ứng giọt đen 1761 Torbern Olof Bergman (1735-1784), James Cook (1728-1779) Albert Einstein từng nói rằng điều khó hiểu nhất ở
Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 28)
22/10/2019
HAI CÁCH ĐỂ SỐ HOÁ TÂM TRÍ Thực ra có hai phương án tiếp cận riêng biệt để số hóa bộ não con người. Đầu tiên là Dự
Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 27)
22/10/2019
MỘT QUAN ĐIỂM KHÁC VỀ SỰ BẤT TỬ Adaline có thể hối hận về món quà bất tử, và có lẽ cô ấy không đơn độc, nhưng
Thời gian là gì? (Phần 2)
21/10/2019
Vậy thì hãy nói đi: Thời gian là gì? Hãy nói một chút về lũ chồn sương. Để nắm rõ hơn cách các nhà vật lí nghĩ về
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 86)
16/10/2019
Chất siêu chảy Khi những chất lỏng nhất định, ví dụ helium lỏng, khi được làm lạnh xuống chỉ bằng vài độ trên không
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 85)
16/10/2019
Định tuổi bằng phóng xạ Là một ứng dụng tài tình của hiện tượng lượng tử phóng xạ, phép định tuổi bằng phóng xạ

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com