潜艇下潜和上浮的原理示意图,潜艇上浮原理动态图

首页 > 军事 > 作者:YD1662022-12-05 10:13:02

潜艇的制造对技术,工艺和材料的要求非常的高,并且配套设备多样,所以世界上能够自行研发和制造潜艇的国家并不多。

潜水艇的工作原理‍

潜水艇能够自如的在水中上升和下沉,那么它是怎么做到的呢?

地球上任何物体都会受到其引力的作用,而在水中还会受到浮力的作用,重力向下浮力向上。

物体都有自己的密度,密度不同的物体在水中就会呈现出不同的状态,

当物体的密度大于水的时候,则就会重力大于浮力,物体就会下沉;

而当物体密度小于水的密度时,浮力就会大于重力,物体则会上浮;

当物体的密度与水的密度相同,那么物体就会悬浮在水中。

而要想让一个密度小于水的物体下沉,就只有增加物体的单位密度,所以说在物体体积不变的情况下,通过改变物体密度,就能改变其在水中的状态。

潜水艇就是利用了这一原理,在其内部设计了多个储水仓,用来调节上升和下潜,而要保持潜艇的平衡,也是通过调节不同储水仓内水的多少来实现平衡的。

潜艇下潜和上浮的原理示意图,潜艇上浮原理动态图(5)

而在水中的鱼类也同样是利用这一方法,鱼利用体内的鱼泡,通过往里面充气和放气来实现上浮和下潜的。

潜艇下潜和上浮的原理示意图,潜艇上浮原理动态图(6)

潜水艇除了使用储水仓来实现上升和下潜外,还会使用升降舵,通过改变升降舵的角度并配合推进器,就能改变潜艇的深度,所以潜水艇的上浮和下潜通常都是由储水仓与升降舵配合完成。

潜艇要受多大的压力‍

任何物体只要在水中就要承受四周水的巨大压力,潜艇也是一样的,潜的越深受到的压力就会越大。

潜艇每下潜10米,就会随之增加一个大气压的压强,而当潜艇在水下500米时,其外壳每平方米就要承受大约50个大气压的压强,就相当于每平方米的面积上要承受超过500吨的重量。

潜艇下潜和上浮的原理示意图,潜艇上浮原理动态图(7)

潜艇的3D CG渲染3D CG rendering of a submarine

因此潜艇要想潜得更深,就需要外壳更加坚固,现在很多潜艇外壳都采用坚固的钛合金材料,这让潜水艇的承受压强的能量变得更高。

同时,将潜水艇设计成水滴型结构,能够达到分散外壳受到的压强,从而减小潜艇外壳单位面积上所受到的压强,并且这样的设计还能减小航行时的阻力。

潜艇中氧气从哪里来‍

潜艇长时间在水中航行,这就需要能够持续给在密闭潜艇内工作的舰员供氧,那么这些氧气是从哪里来的呢。

早期的潜艇需要每隔数小时就上浮出水面,或者是水下数米的深度,使用通气管来向艇内输送氧气,并将废气排出艇外。

后来的潜艇开始使用制氧设备,采用空气再生法制氧,将排出的废气经过处理分离出二氧化碳,再由制氧装置加工产生氧气,潜艇内的空气就能循环使用,这样潜水艇能在水下待4~7天。

而更厉害的核潜艇所采用的是电解水法,通过电解就能在水中分离出氧气,能为潜艇连续供氧,从理论上讲核潜艇可以长年累月的在水下航行,但考虑到舰员长期在密闭的环境中所承受的巨大压力,核潜艇连续呆在水中的时间不会超过3个月。

潜艇下潜和上浮的原理示意图,潜艇上浮原理动态图(8)

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