潜水艇的工作原理

题目

潜水艇的工作原理

答案

潜艇为什么能在水中下潜、上浮,甚至悬停呢?这主要与重力和浮力有关.根据“浮性定律”（或阿基米德定律）,任何物体在液体中都会受到浮力的作用,浮力的大小等于物体本身所排开液体的重量.当物体的重量大于浮力时它就会下沉；小于浮力时就会上浮；等于浮力时就会悬停在液体中,这两个力大小相等,但方向正好相反. 潜艇在水中时,这两种力也都会作用在潜艇上.如上所述,潜艇本身的重量叫做重力,潜艇入水部分所排开海水的重量叫做浮力,要使潜艇下潜只要使它的重量大于它的浮力就行了,那么怎样增加潜艇的重量呢?在潜艇上都设有压载水舱,只要往空的压载水舱里注水,潜艇就变重了,这时潜艇的重量就会大于它排开水的重量（即大于浮力）,潜艇就逐渐下潜. 当潜艇正常上浮时,用高压空气分步骤把压载水舱里的水挤出去,使之充满了空气,使潜艇在水下的重量减轻了,当潜艇的重量小于它同体积的水的重量时（即小于浮力时）,潜艇就会上浮,直至浮出水面. 另外,也可以采用操舵的方法将航行中的潜艇调整到距水面30米的安全深度（安全深度是为了防止与水面船只碰撞的限制深度）,继续上浮到10—30米深度时是危险深度,上浮到10米左右时属于潜望深度,到达潜望深度后就可以排水上浮了. 潜艇下潜和上浮的原理就跟鱼类差不多,鱼儿腹中有一种可充满气体的囊状鳔,其作用类似于潜艇上的压载水舱,是鱼在水中沉浮的主要调节器官.当鱼要下沉时,挤出鱼鳔中的气体（潜艇是向压载水舱里注水）,使身体的重量加重；相反,鱼要上浮时,通过摄取水中的气体来充满鱼鳔,使身体的重量减轻. 1首先潜水艇的一般原理是通过水仓进出水,改变本身的重量,来实现在水里上下远动的.当然原理就是浮力=重力 现在的潜艇是动力潜艇,就是潜艇通过增加向上的推力,来增加向下的力,来实现沉浮的. 2潜水艇在水里不侧翻,是和不倒翁一样,重心控制好了. 还有潜水艇在同一平面上是可以旋转的 补充：悬浮就是让浮力=重力就好 水仓进水这是最初的潜水艇,当然潜入的水深较浅.现在应该已经没有这种骨灰级的潜艇了. 外加动力是现在潜艇是现在潜艇潜水的主要方法 人们根据沉浮原理成功地制造了潜水艇,这种能在水下作战的舰艇在历次海战中都显示其战斗力,它能下潜离水面深达500米,具有良好的隐蔽性和续航力,能从水下袭击水面舰船和岸上目标,也能作侦察、布雷和运输等.最初,人们也是将石头或铅块等重物装进潜艇,使潜艇下沉,卸掉石头或铅使潜艇重浮水面,这种潜艇当然不能下潜太深,而且费事,上浮后再要下潜,则又要从岸上取得石头.后来改进了,用浮箱充水取代石头,使潜艇下沉,要上浮时,用压缩空气通入浮箱排水,并可通过调节使艇身周围海水的比重相等就能保持潜艇在水中一定深度,不浮不沉,这种潜艇非但省事得多,而且可以控制潜水深度,自由沉浮.现代又用核动力作为推进动力制成核潜艇,水中排水量达到万吨以上,水下续航力达20万海里,自持能力达2～3月.从原始的潜艇到现代的核潜艇都是以沉浮原理作为基础.然而,早在人类出现以前,许多水中动物已经具有很好的潜水本领,具有令人赞叹的浮箱系统结构. 到海底去,除了要解决沉浮问题外,如何抵抗深海的巨大压力也是要解决的.人平时所承受的大气压力约为每平方英寸15磅,而水下3000英尺深度的压力达到每平方英寸四分之三吨.用作科学考察的美国特里斯特号深海潜艇能下潜35800英尺,那里的压力超过每平方英寸16000磅,仍然有鱼类活动.为了抗压,潜艇的外壳大都采用抗高压合金钢；特里斯特号的乘客舱的外壳厚度达到7英寸.然而,不管是乌贼还是鱼的皮肤与它相比又是显得多么薄,深海潜水艇的沉浮系统没有采用浮箱,而是用一艘充满比水轻的航空汽油的“气船”,它既能沉浮又能抵抗深海的巨大压力,球形的乘客舱连接在“气船”的下面.有一种深海乌贼叫酸浆乌贼,它具有类似深海潜艇所用的“气船”的构造.大多数乌贼的体腔都已退化成围心腔、肾管内腔和生殖腺外面的囊腔等,而酸浆乌贼还存留有真体腔的地方,腔内充满一种比水还轻的含氨液体.这个低密度液体“气船”帮助酸浆乌贼上浮,并起有抵抗深海压力的作用.