0 l; v( W0 \" p% t潜艇‍潜艇也叫潜水艇,潜水船甚至还有一个别称叫黑鱼,它就是一种能够在水中持续潜行一段时间和距离的舰艇。
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潜艇的种类和大小有很多,既有只能容下一个操作人员下潜数小时的民用潜水探测器,又有能容下上百人,持续潜航几个月的战略性打击核潜艇。 2 W1 g6 a2 ~, S7 v2 R8 u
' {4 u! v- D: T幻想潜水艇 : t' C8 Z) k V1 x% n. ]" [0 @! }
潜艇的应用也非常的广泛,在军事,科学考察,搜索救援,海底电缆维修以及水下旅游观光等诸多行业和领域都有运用。 ( Q o! F! {3 L5 z9 `! t
潜艇的发展历史‍
2 i/ `3 m! }# `3 N潜艇的出现可以最早追溯到十六世纪,其被称之为“可以潜水的船”,但当时这种具有很强隐蔽性的舰艇并不被人接受,主要还是觉得不够绅士。 d( h' B7 k5 t
直到一战前潜艇都并未受到人们的重视,对其未来也并不看好。 ( Y# N- V( Q$ T R N6 \
一战末和二战时期,潜艇在战场上的巨大威力显现出来,潜艇能在海底隐藏,然后出其不意的发动攻击的能力被所有国家所接受,潜水艇也得到了快速发展。
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/ Z8 G4 S" c& F' T; `+ F P特别是随着技术的发展,具有静音和更长续航能力的核潜艇在军事上的用途更是被无限放大,成为各大国争相发展的军事武器。
( b' N0 E: h5 K 潜水艇的特点‍
$ s- x, [: W T1 {2 P潜水艇能够发展得越来越好,这主要还是与它具有的一些特点有着密切的关系。
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首先是具有强大的自给能力,能够在长时间潜航在深海中,远离基地,航行到很远的地方。
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潜艇具有非常好的隐蔽性,在战时可以悄悄的绕到敌人后方发动突然攻击,具有强大的威慑力。
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海面上的狂风大浪,海面下则不会有这样的情况,所以潜水艇相对于其它水面船只要安全一些。 6 \8 s9 v# e) ?! M
但由于要深入到深海中,所以潜水艇的通讯较困难,并且还不具有在陆地上那样的观察距离。
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( g; R( o3 K( H: @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。
0 U, q$ v- p5 |6 i' ~ 潜水艇的工作原理‍
' y5 E3 p! e- `1 ]4 x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? 0 e6 E1 ?2 X% K, q- I$ u h# P* d
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。 / r2 Y: v) f/ z0 K# }) G2 e9 G o
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, 1 m* h, d6 y; K! C
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。
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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。 ; ?/ m4 `- b- }+ U# V! m5 r* ?
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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‍
r0 ^5 J8 t5 u8 A8 ^2 _- k9 W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。 5 M; ~# p1 F1 q1 b& Q3 r
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。
9 C- g4 {- J4 Y5 `0 [ G3 P潜艇的3D CG渲染3D CG rendering of a submarine * m& ^9 S- s% M) X* k
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。
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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。 9 G0 _& ` l2 Y( s4 z8 z
潜艇中氧气从哪里来‍- y! \9 A+ [5 N! u, K. Q" f
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。 ! a9 u3 d: A6 A( {' v
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。
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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。 5 Y+ X; Y; T& z7 E" F* k
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目前核潜艇水下潜航时间世界纪录,是由中国海军创造的,时间为90天。 ; p4 V$ U* D) t5 |
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